高选择性频率选择表面窗口吸波体雷达罩设计与实现

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窗口吸波体天线罩技术可以使机载天线在工作频段内正常通信,在带外威胁频段实现吸波,有效降低天线的双站RCS。而吸波/透波中如何实现陡截止性能是高选择性窗口吸波体的关键问题。因此,本文主要对高选择性窗口吸波体的设计方法进行了研究。首先从二端口网络理论出发分析得到窗口吸波体的快速设计方法,将指标分放到每一功能层上,通过单独设计每一层的性能来达到快速设计窗口吸波体的目的。根据传输线理论分析、建立了传输极点和传输零点相对位置不同的三种带通滤波器的等效电路模型,设计了具有高选择性的低频透波高频反射、高频透波低频反射、中间频透波两边频反射三种基本传输模式的透波层,三种透波层的相对过渡带宽均小于15%。然后从三种基本传输模式的带通滤波器出发,引入损耗机制,将反射转化为吸收,设计并实现了相对过渡带宽4%的低频透波高频吸波、相对过渡带宽7%的高频透波低频吸波、左右两侧相对过渡带宽分别为26%和7%的中间频透波两边频吸波三种基本传输模式的吸波层。最后将中间频透波两边频吸波的吸波层与高选择性的中间频透波两边频反射透波层相结合,进行仿真优化,得到一款中心频点在8 GHz的高选择性窗口吸波体,对比于将传统带通滤波器作为透波层的窗口吸波体,左右两边的相对过渡带宽分别缩短了33%和61%,吸波带宽拓宽了39%。结合ADS电路模拟仿真拟合其不同的曲线,这些结果与全波仿真相一致。实验测试结果与仿真结果基本吻合,结果表明该方案的正确性。
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