【摘 要】
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隐身能力是新一代军用武器的重要特征之一,隐身技术发展在军事领域具有重要意义,其关键在于降低目标的雷达散射截面（Radar Cross Section,RCS）。目前研究多数集中在镜面散射的RCS缩减问题,而在实际应用中,对于目标的细长部位,通常还存在较强的表面行波散射,不可忽视。本研究以高阻抗表面（High Impedance Surface,HIS）为研究对象,同时结合频率选择表面（Freque
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隐身能力是新一代军用武器的重要特征之一,隐身技术发展在军事领域具有重要意义,其关键在于降低目标的雷达散射截面（Radar Cross Section,RCS）。目前研究多数集中在镜面散射的RCS缩减问题,而在实际应用中,对于目标的细长部位,通常还存在较强的表面行波散射,不可忽视。本研究以高阻抗表面（High Impedance Surface,HIS）为研究对象,同时结合频率选择表面（Frequency Selective Surface,FSS）吸波结构的应用,抑制了表面行波散射及镜面散射两个主要贡献源,实现了正入射兼顾掠入射的宽角域单站RCS缩减控制效果。本文的主要研究结果如下:首先,系统地研究了细长平板的单站RCS散射特征,重点分析了细长平板的表面行波散射特征及其形成原因,提出了一种低剖面螺旋通孔的HIS结构来抑制表面行波。进一步,设计了HIS结构与FSS吸波体的双层复合结构,上层FSS吸波体缩减镜面角域RCS,下层HIS缩减掠入射角域RCS,实现了宽角域RCS缩减性能。仿真和实验结果表明,双层复合结构正入射在1.0 GHz～4.5 GHz实现10 d B以上的RCS缩减,同时掠入射14°时在0.85 GHz～3.4 GHz内实现10 d B以上的RCS缩减。其次,分析了HIS结构在正入射时的作用机理,研究了金属通孔在不同入射情况时的作用,证明了在正入射时HIS结构与FSS吸波体的工作机理一致。根据正入射与掠入射的等效电路分析,提出一种兼顾正入射与掠入射RCS缩减的新型单层HIS结构,并通过RCS仿真以及实验验证了新型HIS结构的宽角域RCS缩减性能。研究表明,此新型HIS结构在1.3 GHz～4.5 GHz频段内不小于70°入射角范围内实现有效的RCS缩减,总厚度仅为20 mm。综上所述,本研究揭示了细长平板的RCS散射机理,提出了两类有效抑制镜面散射及表面行波散射的HIS结构,在L、S波段实现了宽角域RCS减缩,为实现高价值目标的隐身特性提供了设计基础。
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