胡慧琳 谭云华 朱柏承 周乐柱

(北京大学信息科学技术学院,北京100871)

1.引 言

作为现代天线领域的重要组成部分,共形天线已吸引学术界越来越多的关注。尤其是在高速运动的载体上,与载体共形的天线不会由于对物体的空气动力外形造成破坏而产生额外的气动阻力,却又能实现天线的固有特性,因而在导弹、卫星、舰船和个人通信等领域的应用将日益普遍[1]。

在不同应用背景下,环境因素对共形天线性能造成的影响不容忽视。一方面,现代战争对载体的隐身性能要求越来越高。当天线共形在载体表面时,不可避免地面临被探测到的威胁,因此,对天线的雷达散射截面(RCS)研究也非常必要。除了改善载体的物理结构以外,一个非常有效的方法就是在载体表面涂覆吸波材料以降低RCS。在天线表面涂覆不同吸波材料将对共形天线的RCS性能产生重要影响。而在雷达探测时,共形天线往往都是处于工作状态,故其馈源必定会对 RCS造成相应影响。另一方面,实际工作中的天线也常常会受到外界入射场的影响。因此,入射场对其辐射方向图的改变也将严重影响共形天线的性能。

常见的共形天线分析算法主要有:积分方程法[2]和微分方程法[3-4]。积分方程法计算精确,但缺点是计算过程中形成的矩阵为满秩,计算量较大;典型算法如边界积分方程法(BI)[5-6],体积分方程法(VIE)[7-8],以及时域积分方程法(TDIE)[9]等。微分方程法计算较简便,尤其对复杂结构和电大尺寸空间问题处理较好,但缺点是边界处理起来比较困难;典型算法如有限元方法(FEM)[10],时域有限差分法(FDTD)等。……