雷達(dá)天線罩理論基礎(chǔ)和電性能工程設(shè)計(jì)

目錄
前言
第1章 雷達(dá)天線罩和電性能設(shè)計(jì)概述 1
1.1 天線罩的發(fā)展歷程與用途 2
1.2 天線罩的類型和基本電性能參數(shù) 3
1.2.1 天線罩的應(yīng)用行業(yè)分類 3
1.2.2 天線罩的結(jié)構(gòu)分類 4
1.2.3 天線罩的外形分類 7
1.2.4 天線罩的基本電性能參數(shù) 9
1.3 天線罩電性能設(shè)計(jì)和分析技術(shù) 11
1.4 本章小結(jié) 13
參考文獻(xiàn) 13
第2章 天線罩相關(guān)的電磁波傳輸理論 16
2.1 電磁波和平面電磁波的形成 16
2.2 理想介質(zhì)中的均**面電磁波 17
2.2.1 理想介質(zhì)中的正弦均**面波 18
2.2.2 導(dǎo)電介質(zhì)中的正弦均**面波 18
2.2.3 低耗介質(zhì)中的正弦均**面波 19
2.3 平面電磁波的極化 19
2.3.1 平面電磁波在理想介質(zhì)分界面上的反射與折射 19
2.3.2 垂直極化波在理想介質(zhì)分界面上的反射與折射 20
2.3.3 平行極化波在理想介質(zhì)分界面上的反射與折射 21
2.4 電磁波在平面分層介質(zhì)中的反射與透射 21
2.4.1 二層介質(zhì)的反射與透射 21
2.4.2 三層介質(zhì)的反射與透射 22
2.4.3 多層介質(zhì)的反射與透射 24
2.5 天線輻射的基本原理 25
2.5.1 天線輻射性能參數(shù) 25
2.5.2 天線單元因子和方向圖陣因子 27
2.6 天線方向圖的和與差 28
2.7 天線罩對(duì)輻射方向圖產(chǎn)生影響的物理量 29
2.7.1 相位誤差和相位不一致性 30
2.7.2 天線近區(qū)副瓣電平抬升 32
2.7.3 瞄準(zhǔn)誤差 32
2.7.4 瞄準(zhǔn)誤差變化率 33
2.7.5 瞄準(zhǔn)誤差一致性 33
2.7.6 零深電平抬高 34
2.7.7 遠(yuǎn)區(qū)均方根副瓣抬高（含鏡像瓣電平） 34
2.7.8 鏡像瓣電平 35
2.7.9 波束寬度變化 36
2.8 罩壁內(nèi)表面的功率反射系數(shù) 36
2.9 本章小結(jié) 37
參考文獻(xiàn) 38
第3章 天線罩用工程復(fù)合材料 39
3.1 天線罩材料電參數(shù)特性 39
3.2 天線罩材料分類 39
3.2.1 環(huán)氧樹脂基體 40
3.2.2 雙馬來(lái)酰亞胺樹脂基體 41
3.2.3 氰酸酯樹脂基體 41
3.3 彈載天線罩材料 42
3.4 機(jī)載天線罩材料 43
3.4.1 蒙皮用材料 43
3.4.2 芯層用材料 45
3.4.3 表面涂層材料 46
3.5 本章小結(jié) 49
參考文獻(xiàn) 50
第4章 天線罩設(shè)計(jì)的等效傳輸線分析方法 51
4.1 均勻傳輸線矩陣方法 51
4.2 單層介質(zhì)平板功率傳輸系數(shù)和透射系數(shù) 55
4.2.1 電磁波極化分解原理 55
4.2.2 功率傳輸系數(shù)和透射系數(shù) 56
4.2.3 半波長(zhǎng)壁厚平板罩 58
4.3 影響介質(zhì)天線罩功率傳輸系數(shù)（透波率）的因素 62
4.3.1 極化方式對(duì)功率傳輸系數(shù)的影響 62
4.3.2 介電常數(shù)對(duì)功率傳輸系數(shù)的影響 63
4.3.3 損耗角正切對(duì)功率傳輸系數(shù)的影響 64
4.4 多層介質(zhì)平板功率傳輸系數(shù)和透射系數(shù) 65
4.4.1 多層介質(zhì)平板的傳輸矩陣單元計(jì)算 66
4.4.2 多層介質(zhì)平板的厚度計(jì)算 67
4.4.3 多層介質(zhì)平板的反射和透射系數(shù) 67
4.4.4 多層介質(zhì)平板的插入相位移 67
4.4.5 多層介質(zhì)平板的反射相位 68
4.5 平板天線罩入射角的確定 68
4.6 本章小結(jié) 69
參考文獻(xiàn) 69
第5章 天線罩電性能高頻分析方法 70
5.1 幾何光學(xué)法分析方法 70
5.1.1 幾何光學(xué)法原理 71
5.1.2 坐標(biāo)變換公式 75
5.1.3 天線罩模型 76
5.1.4 求解入射線與天線罩壁的交點(diǎn) 78
5.1.5 求解外法向矢量和入射角 80
5.1.6 電場(chǎng)分解與合成 83
5.2 幾何光學(xué)法計(jì)算算例 84
5.3 物理光學(xué)法分析方法 85
5.3.1 口徑積分-表面積分和平面波譜-表面積分 85
5.3.2 AI-SI的數(shù)學(xué)模型 86
5.3.3 天線口面的離散化 88
5.3.4 天線近場(chǎng)的計(jì)算 90
5.4 天線與天線罩之間坐標(biāo)變換關(guān)系 94
5.4.1 求解內(nèi)壁電磁波入射角 97
5.4.2 求解天線罩外表面電磁場(chǎng) 98
5.4.3 遠(yuǎn)區(qū)場(chǎng)求解 99
5.5 物理光學(xué)法計(jì)算算例 100
5.6 天線罩電性能優(yōu)化設(shè)計(jì) 104
5.6.1 天線罩指標(biāo)和材料 105
5.6.2 電性能設(shè)計(jì)和分析 106
5.6.3 天線罩電性能計(jì)算 108
5.6.4 將粒子群優(yōu)化算法引入電性能設(shè)計(jì) 109
5.7 本章小結(jié) 113
參考文獻(xiàn) 114
第6章 天線罩電性能設(shè)計(jì)的電磁全波計(jì)算方法 115
6.1 電磁全波計(jì)算方法簡(jiǎn)介 115
6.2 天線罩幾何數(shù)模產(chǎn)生和網(wǎng)格化處理 116
6.2.1 典型天線罩的數(shù)模產(chǎn)生 116
6.2.2 復(fù)雜天線罩的數(shù)模產(chǎn)生 117
6.2.3 天線罩的網(wǎng)格剖分 119
6.3 利用FEKO計(jì)算天線口面場(chǎng) 123
6.4 基于MOM-MLFMM的多層天線罩電性能仿真 125
6.5 本章小結(jié) 127
參考文獻(xiàn) 127
第7章 平面和*面頻選天線罩電性能設(shè)計(jì) 129
7.1 頻率選擇表面天線罩（FSSR）的構(gòu)造和功能 129
7.2 FSS 結(jié)構(gòu)的建模仿真 130
7.2.1 FSS 單元形式 131
7.2.2 FSS 結(jié)構(gòu)的空間濾波機(jī)制 131
7.3 平面FSSR建模及仿真 133
7.3.1 A 夾層介質(zhì)天線罩設(shè)計(jì) 134
7.3.2 平面FSSR設(shè)計(jì) 135
7.4 *面FSSR建模及仿真 137
7.4.1 HFSS-MATLAB-Api 介紹 138
7.4.2 *面FSSR建模方法 139
7.4.3 *面FSSR的“模擬測(cè)試法” 140
7.5 *面FSS結(jié)構(gòu)的仿真驗(yàn)證實(shí)例 142
7.5.1 FSS 單元模型及*面FSSR系統(tǒng)建模 142
7.5.2 *面FSSR系統(tǒng)仿真 143
7.6 快速FSSR建模的軟件實(shí)現(xiàn) 145
7.7 基于圓極化天線的*面FSSR的電性能 147
7.7.1 縫隙型FSSR設(shè)計(jì) 147
7.7.2 天線-*面FSSR系統(tǒng)設(shè)計(jì) 148
7.7.3 背腔式高頻平面螺旋天線的設(shè)計(jì) 148
7.7.4 天線-*面FSSR系統(tǒng)建模 152
7.7.5 *面FSSR系統(tǒng)的電性能分析 153
7.7.6 *面*率對(duì)電性能影響分析 154
7.7.7 FSS單元的排列方式和位置分析 156
7.7.8 *面FSSR的RCS變化分析 157
7.8 本章小結(jié) 159
參考文獻(xiàn) 159
第8章 天線罩的電性能測(cè)試 161
8.1 測(cè)試場(chǎng)地要求和準(zhǔn)備 161
8.1.1 測(cè)試場(chǎng)地選取 161
8.1.2 測(cè)試儀器選取 162
8.1.3 收發(fā)天線距離計(jì)算 163
8.1.4 矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀校準(zhǔn) 164
8.1.5 中頻帶寬設(shè)置 165
8.1.6 空間信道電平衰減估算 165
8.2 時(shí)域門技術(shù)的引入 167
8.2.1 時(shí)域門技術(shù)原理介紹 167
8.2.2 應(yīng)用時(shí)域門要考慮的因素 168
8.3 平板天線罩透波率測(cè)試 171
8.3.1 平板天線罩大小確定 171
8.3.2 透波率測(cè)試實(shí)例 171
8.4 多天線-天線罩系統(tǒng)中的相位不一致性測(cè)試 178
8.4.1 多天線測(cè)試系統(tǒng) 178
8.4.2 相位不一致性測(cè)試 179
8.4.3 相位不一致性的測(cè)試結(jié)果 182
8.5 多天線和天線陣列-天線罩系統(tǒng)的測(cè)向誤差 185
8.5.1 天線陣列測(cè)向原理 185
8.5.2 虛擬基線干涉儀測(cè)向原理 187
8.6 天線陣列測(cè)向精度及誤差 188
8.6.1 相位干涉儀測(cè)向精度分析 188
8.6.2 不同測(cè)向方法實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)比分析 188
8.7 天線罩相位誤差影響因素分析 191
8.8 天線罩相位誤差的校正方法 192
8.8.1 校正方法介紹 192
8.8.2 實(shí)測(cè)結(jié)果與分析 192
8.9 相位不一致性與測(cè)向誤差的關(guān)系 196
8.10 本章小結(jié) 198
參考文獻(xiàn) 198
第9章 天線罩損傷對(duì)電性能的影響與損傷修復(fù) 200
9.1 天線罩損傷產(chǎn)生原因及分類 200
9.1.1 天線罩損傷產(chǎn)生原因 200
9.1.2 天線罩損傷分類 201
9.2 損傷天線罩電性能仿真研究 202
9.2.1 電磁全波分析損傷天線罩電性能方法研究 202
9.2.2 天線罩穿孔仿真研究 204
9.2.3 天線罩劃傷（傷及芯層）仿真研究 207
9.2.4 天線罩含有水汽仿真研究 209
9.2.5 天線罩損傷類型總結(jié) 213
9.3 損傷測(cè)試 213
9.4 天線罩損傷修復(fù)和等效介電常數(shù)獲取 215
9.4.1 天線罩損傷檢測(cè)及修復(fù)技術(shù) 215
9.4.2 天線罩等效介電常數(shù)獲取 216
9.5 本章小結(jié) 225
參考文獻(xiàn) 225
第10章 環(huán)境因素對(duì)天線罩電性能影響的分析 227
10.1 防雷擊分流條的電磁波傳輸性能分析 227
10.1.1 防雷擊分流條 227
10.1.2 分流條的電磁模型建立 228
10.1.3 傳輸性能分析 230
10.2 防雷擊分流條電磁輻射特性分析 232
10.2.1 分流條材料對(duì)電磁波傳輸?shù)挠绊?233
10.2.2 分流條長(zhǎng)度對(duì)電磁波傳輸?shù)挠绊?233
10.2.3 分流條寬度對(duì)電磁波傳輸?shù)挠绊?235
10.2.4 分流條厚度對(duì)電磁波傳輸?shù)挠绊?236
10.2.5 不同入射角對(duì)電磁波傳輸?shù)挠绊?236
10.3 防雷擊分流條實(shí)物仿真和測(cè)試 238
10.3.1 電磁仿真建模和仿真設(shè)置 238
10.3.2 實(shí)物模型制作 238
10.3.3 測(cè)試安裝和步驟 239
10.3.4 測(cè)試結(jié)果對(duì)比分析 240
10.4 復(fù)雜罩體的防雷擊分流條仿真實(shí)驗(yàn) 241
10.4.1 天線-天線罩仿真模型參數(shù) 241
10.4.2 天線罩防雷擊驗(yàn)證 243
10.4.3 安裝片段式分流條 247
10.5 溫度對(duì)天線罩電性能影響的研究 248
10.5.1 介質(zhì)材料和樹脂在不同溫度下的特性變化 248
10.5.2 天線罩在不同溫度下的透波特性變化 251
10.5.3 實(shí)物測(cè)試與分析 256
10.6 本章小結(jié) 259
參考文獻(xiàn) 260
第11章 變厚度天線罩電性能設(shè)計(jì)技術(shù) 261
11.1 變厚度天線罩的設(shè)計(jì)原理 261
11.1.1 變厚度天線罩設(shè)計(jì)方法 261
11.1.2 內(nèi)壁入射角計(jì)算方法 262
11.1.3 天線罩內(nèi)壁平均入射角計(jì)算 265
11.1.4 天線罩外壁的分割方法