随着无线电技术和雷达探测技术的迅速发展,军事武器在现代战场中的杀伤力和生存能力面临着严重的威胁。为提高己方目标在战场中的生存率,掌握战争的主动权,隐身技术的研究和应用尤为重要。一般来说,目标对入射电磁波的散射能力越低,其雷达散射截面(RCS)越小,隐身性能越好。在各种无线电子设备中,为了系统的正常通信和工作,天线必须有效稳定地收发电磁波,但天线同时又具有强散射特性,其隐身性能对整个军事平台来说至关重要。然而,在提高天线隐身性能的同时又需综合考虑天线的电性能,因此,如何在不影响天线正常工作的前提下,实现对敌方探测系统的隐身是迫切需要解决的问题。本文从天线的散射理论出发,围绕天线的RCS控制技术展开研究,针对多种天线形式,包括Vivaldi天线、微带贴片天线、微带阵列天线和缝隙耦合贴片天线,在宽带范围内提出了合理的天线RCS减缩方案。主要内容包括:1、基于对基片集成波导(SIW)理论的分析,从现有技术出发,提出将带拐角的SIW结构加载到Vivaldi天线上,以实现对天线散射的控制。首先将半模基片集成波导(HMSIW)结构加载在天线辐射电流分布强度较弱的区域,尽可能降低对天线辐射性能的影响。利用HMSIW对能量的导引作用,将散射能量引导到前向,从而实现后向RCS的减缩;然后将SIW结构的末端由直线排布改为45°拐角结构,利用SIW结构将散射能量引导到天线侧向,达到在特定角域减缩RCS的目的。此方法可实现Vivaldi天线工作频带范围内(5-12GHz)的RCS减缩,且全频段内的平均减缩量在10dB以上。另外,在特定频点,散射能量重新分配到天线侧向,前向RCS和后向RCS减小,实现了对天线双站散射的控制。2、提出了一款2.5维(2.5D)小型化频率选择表面(FSS)的设计,通过弯折的金属线和在介质板上加载金属化通孔构成封闭环,实现了FSS的小型化,单元最终尺寸为0.042λ×0.042λ(λ为FSS谐振频率处自由空间的波长)。利用等效电路法对小型化FSS进行分析,在ADS中仿真得到等效电路的传输特性曲线,并与HFSS计算结果进行比较。用小型化FSS代替微带天线的部分金属地板,实现天线带外的RCS减缩。此方法可实现在1-5GHz(除天线工作频带)宽频带范围内的RCS减缩,且在入射波不同极化不同角度的照射下,RCS减缩效果具有一定的角度稳定性和极化稳定性。3、提出了一款宽带吸波材料的设计,基于等效电路法,分析了吸波材料的工作原理和设计方法。将吸波材料加载到缝隙耦合贴片天线上,在天线工作频带外实现RCS减缩。为了减缩天线的带内RCS,在距离天线辐射贴片一定距离的区域加载微带谐振腔。另外,提出了一款在特定频带具有传输特性的宽带吸波材料的设计。传统吸波材料的地板为金属板,将传统金属地板替换为带通FSS,可实现在FSS工作频带内对电磁波的传输作用,而在FSS工作频带外,材料仍具有吸波特性。将此材料作为微带阵列天线的覆层加载到天线中,天线的工作频带与材料的传输频带相同,在天线的工作频带外,可实现良好的RCS减缩。然后通过在微带贴片阵列周围加载谐振腔以减缩天线带内RCS。此方法最终可实现1.5-13GHz的宽频带内的天线RCS减缩。4、基于准分形概念,提出了具有180°反射相位差的两单元结构,利用两单元反射相位相差180°的特点,使得垂直方向的反射波相互抵消,从而显著降低目标的RCS。由于准分形结构的使用,大幅提高了180°反射相位差带宽,并减小了单元尺寸。将两种单元棋盘型排布,并与相同尺寸金属平板的RCS进行对比,验证了棋盘型结构的RCS减缩效果。改变准分形结构的迭代单元,提出了第二种人工磁导体(AMC)结构,进一步提高了AMC和理想电导体(PEC)之间的180°相位差带宽,将第二种AMC结构恰当地应用到缝隙耦合贴片天线中,实现了在6-30GHz频带内天线RCS的良好减缩,且减缩频带覆盖天线工作频带,对天线的辐射特性基本无影响。