电控可调方向回溯阵及其雷达效应研究

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目前,随着雷达技术的飞速发展,搭载雷达系统的武器平台日趋呈现“察打一体化”和“发现即摧毁”能力,这种强大的作战效能大大降低了战场高价值军事目标的生存能力,如何对高价值目标进行有效的电子防护已经成为电子对抗领域的重要研究方向。针对传统的大型有源支援干扰系统存在着辐射功率大、易暴露、反应慢、易受攻击等问题,而新型电磁调控表面无源干扰存在着灵活性、方向性和能量不足等问题,本文将Van Atta方向回溯阵列引入电子对抗领域以实现目标无源电子防护。在分析Van Atta阵列电磁回溯原理的基础上,创造性提出了幅度和相位调控两种电磁调控方法,设计制作了幅度和相位电控可调的Van Atta阵列,该两种调制方法均可以有效的调控目标电磁散射特性,影响雷达检测和成像,同时改善电磁调控表面的方向性问题、能量问题。本文对电控可调Van Atta阵及其雷达效应的研究包含以下几个方面:一是理论层面,本文分析推导了Van Atta方向回溯阵的相位共轭原理以及实现方向回溯的必要条件,再此基础上推导了Van Atta线阵和平面阵的场分布,得到了Van Atta线阵和平面阵的单站和双站辐射场,并给出了典型角度辐射场分布图。通过理论推导得到Van Atta阵列的双站辐射场场强为幅度和相位加权的阵因子,单站辐射场为幅度相位加权的天线单元方向性系数。二是设计层面,本文利用微带串联谐振天线和微带接地共面波导传输线设计了一个平面Van Atta阵列,通过CST仿真得到设计Van Atta阵列在平面波倾斜入射条件下RCS高于同等大小的平面金属板10dB以上,具有较好的方位回溯特性。在此基础上,设计了微带单刀单掷和双掷开关,将其应用于设计的Van Atta阵列以实现通断调控和相位调控。通过微波暗室测试,设计的电控可调Van Atta阵列具有较好的电磁调控特性。三是雷达效应层面,本文在分析雷达检测和成像的原理的基础上,研究了设计的电控可调Van Atta阵两种调制对恒虚警检测器和SAR成像的影响。通过研究发现,Van Atta阵列通断和相位调控均可以有效干扰雷达的检测和成像,并且通过控制调制参数,可以产生不同的干扰效果,这也证明电控可调Van Atta阵这种新型干扰技术在电子对抗领域有着重要的应用前景。
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