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雷達天線罩電性能設計技術

作者：admin 更新日期：2021/3/13 9:08:01 點擊：

雷達天線罩電性能設計技術

全書介紹了雷達天線罩電性能設計、仿真和優(yōu)化方面涉及的知識、理論、內(nèi)容和方法；重點論述了傳統(tǒng)罩壁結(jié)構電性能挖掘的抓手——變厚度設計技術，介紹了窄帶半波壁雷達天線罩軸向變厚度設計、寬帶夾層結(jié)構雷達天線罩雙向變厚度設計技術及應用；重點論述了寬帶和隱身雷達天線罩設計的抓手——頻率選擇表面（FSS）、小型化單元頻率選擇表面（MEFSS）及電抗加載等罩壁結(jié)構的構建、設計與優(yōu)化方法，描述了帶有金屬含物罩壁結(jié)構的基本機制、設計與仿真技術；還介紹了雙頻、超寬帶、梯度等功能結(jié)構的電性能特性與設計分析方法；兼顧未來技術發(fā)展，對共形陣電磁智能蒙皮和超材料天線罩進行了概念與要素論述以及設計與性能探討。
目錄
第1章導論 1.1雷達天線罩基本概念 1.1.1天線罩的功能與用途 1.1.2天線罩的分類 1.2天線罩發(fā)展歷程 1.2.1天線罩的歷史沿革 1.2.2天線罩技術發(fā)展歷程 1.3天線罩電性能要求與設計的基本內(nèi)容 1.3.1天線罩電性能指標定義及其影響因素 1.3.2天線罩電性能計算分析與設計的基本內(nèi)容第2章天線罩電性能仿真計算方法 2.1麥克斯韋方程組 2.2幾何光學法 2.2.1幾何光學法的基本理論 2.2.2射線跟蹤法計算分析天線罩電性能 2.2.3射線跟蹤法的局限性 2.3物理光學法 2.3.1平面波譜-表面積分法計算分析天線罩電性能 2.3.2口徑積分-表面積分法計算分析天線罩電性能 2.4矩量法 2.4.1矩量法基本原理 2.4.2積分方程 2.4.3積分方程的矩量法求解 2.4.4多層快速多極子技術 2.5有限元法 2.5.1有限元基本原理 2.5.2矢量有限元法 2.6時域有限差分法 2.6.1Yee格式時域有限差分方程 2.6.2邊界條件 2.6.3時域有限差分方程的迭代求解過程 2.6.4穩(wěn)定性條件與數(shù)值色散第3章天線罩電性能設計 3.1概述 3.1.1天線帶罩后引入的問題 3.1.2天線罩電性能基本要求 3.2介質(zhì)罩壁結(jié)構的參數(shù)方程 3.2.1多層介質(zhì)平面結(jié)構上電磁波的反射和透射 3.2.2天線罩壁結(jié)構形式及其參數(shù)方程 3.3天線罩電性能的計算分析 3.3.1理論與基本公式 3.3.2罩尖部和楞邊處的分析建模 3.4天線罩電性能參數(shù)表征及計算 3.4.1天線近場穿過罩壁的傳輸 3.4.2遠場方向圖的計算 3.4.3傳輸系數(shù) 3.4.4天線罩引入的天線方向圖畸變 3.4.5瞄準誤差和瞄準誤差變化率 3.5飛機天線罩幾何外形模型與交點的計算判定 3.5.1飛機天線罩的幾何外形模型 3.5.2天線罩外表面曲面方程的擬合 3.5.3天線罩內(nèi)表面方程的建立 3.5.4天線罩表面法線方向數(shù)的確定 3.5.5天線射線與罩表面交點的求解 3.5.6罩內(nèi)表面上的點是否處于天線前半空間的判別 3.5.7罩內(nèi)表面上的點位于明區(qū)或暗區(qū)的判定 3.6天線罩電性能設計 3.6.1電性能設計準則 3.6.2電性能設計的主要技術措施 3.6.3電性能優(yōu)化設計第4章優(yōu)化設計基本理論與方法 4.1優(yōu)化設計的基本概念 4.1.1優(yōu)化設計的含義 4.1.2優(yōu)化技術的發(fā)展與作用 4.1.3優(yōu)化的基本方法和流程 4.1.4優(yōu)化設計問題的要素 4.1.5最優(yōu)化問題的數(shù)學模型 4.2數(shù)值迭代法 4.2.1一維探索（線性探索）方法 4.2.2多目標最優(yōu)化方法 4.3遺傳算法 4.3.1概述 4.3.2遺傳算法研究進展 4.3.3標準遺傳算法 4.3.4自適應遺傳算法 4.4粒子群算法 4.4.1概述 4.4.2粒子群優(yōu)化算法研究進展 4.4.3基本粒子群優(yōu)化算法 4.4.4標準粒子群優(yōu)化算法 4.4.5粒子群優(yōu)化算法參數(shù)分析 4.4.6改進的PSO算法 4.5免疫克隆算法 4.5.1概述 4.5.2克隆選擇原理與應用 4.5.3免疫克隆算法 4.6混合優(yōu)化算法 4.6.1混合優(yōu)化算法簡介 4.6.2天線罩電性能遺傳/模擬退火混合算法第5章窄帶雷達罩變厚度設計 5.1概述 5.2等厚度設計方法 5.3變厚度設計方法 5.3.1設計重點分析 5.3.2壁厚分布的初步設計 5.3.3壁厚分布優(yōu)化設計 5.4雷達罩電性能的仿真計算 5.5設計示例 5.5.1設計條件 5.5.2等厚度設計及其仿真結(jié)果 5.5.3變厚度設計及其仿真結(jié)果 5.5.4等厚度設計與變厚度設計的性能比較與分析第6章寬帶雷達罩變厚度設計 6.1概述 6.2常規(guī)壁結(jié)構的帶寬特性 6.2.1薄壁的帶寬特性 6.2.2A型夾層結(jié)構的帶寬特性 6.2.3C型夾層結(jié)構的帶寬特性 6.3夾層結(jié)構的等厚度設計方法 6.4夾層結(jié)構的變厚度設計方法 6.4.1綜合設計準則的建立 6.4.2夾層結(jié)構的雙向變厚度設計方法 6.5設計示例與性能比較 6.5.1入射角計算與基本參數(shù)設計 6.5.2C型夾層結(jié)構雷達罩的等厚度設計 6.5.3C型夾層結(jié)構雷達罩的軸向變厚度設計 6.5.4C型夾層結(jié)構雷達罩的雙向變厚度設計 6.5.5不同厚度分布設計性能的比較與小結(jié) 第7章頻率選擇表面天線罩設計 7.1概述 7.1.1頻率選擇表面簡介 7.1.2頻率選擇表面的濾波機理 7.1.3頻率選擇表面的分類及基本單元類型 7.1.4頻率選擇表面機載天線罩應用 7.2頻率選擇表面設計分析方法 7.2.1近似分析方法 7.2.2全波分析法 7.2.3智能優(yōu)化算法 7.3單層FSS的設計 7.3.1等效電路模型的建立 7.3.2等效電路模型的參數(shù)分析 7.4多層FSS級聯(lián)結(jié)構的設計 7.5FSS的介質(zhì)加載設計 7.6寬帶FSS天線罩設計 7.6.1寬帶FSS設計要素 7.6.2大入射角范圍諧振頻率的穩(wěn)定性設計 7.6.3兩種極化條件下的寬帶及其穩(wěn)定性設計 7.6.4FSS結(jié)構的柵瓣控制 7.6.5寬帶多層FSS結(jié)構構型設計 7.6.6寬帶FSS設計示例 7.7頻率選擇表面天線罩的RCS計算分析 7.7.1RCS基本概念 7.7.2FSS天線罩的隱身效能 7.7.3FSS天線罩的RCS仿真第8章小型化單元頻率選擇表面天線罩設計 8.1小型化單元頻率選擇表面概述 8.2小型化單元頻率選擇表面的濾波機理 8.3小型化單元頻率選擇表面的設計實現(xiàn)方式 8.3.1彎折型MEFSS單元設計 8.3.2集總元件加載型MEFSS單元設計 8.3.3內(nèi)稟電容電感型MEFSS單元設計 8.4小型化單元頻率選擇表面的優(yōu)化設計 8.5小型化單元頻率選擇表面天線罩設計示例 8.6本章小結(jié) 第9章電抗加載天線罩設計 9.1概述 9.2電抗加載結(jié)構的電性能分析 9.2.1二維有限元法分析 9.2.2傳輸矩陣法分析 9.3電抗加載結(jié)構的遺傳算法（GA）優(yōu)化 9.3.1電抗加載結(jié)構天線罩等效平板GA優(yōu)化算法基本組成 9.3.2電抗加載實心半波壁的GA優(yōu)化 9.3.3電抗加載A型夾層結(jié)構的GA優(yōu)化 9.3.4電抗加載C型夾層結(jié)構的GA優(yōu)化 9.3.5設計優(yōu)化結(jié)果中金屬絲直徑大小的影響 9.4設計仿真示例 9.4.1示例天線罩概況 9.4.2電抗加載壁結(jié)構構型 9.4.3罩體材料及其介電性能 9.4.4設計準則 9.4.5等效平板設計與性能計算 9.4.6天線罩仿真與測試性能第10章雙頻段天線罩設計 10.1概述 10.2無截止頻段的雙頻天線罩設計 10.2.1雙通帶的分立設計 10.2.2雙通帶的寬帶覆蓋設計 10.3有截止頻段的雙頻天線罩設計 10.3.1雙頻點諧振的設計方法 10.3.2雙寬頻FSS的設計方法 10.3.3說明與小結(jié) 第11章超寬帶電子戰(zhàn)天線罩設計 11.1概述 11.2超寬帶天線罩常規(guī)介質(zhì)結(jié)構的設計 11.2.1超寬帶天線罩電性能設計的基本方法 11.2.2典型壁結(jié)構的超寬帶設計與電性能分析 11.3超寬帶天線罩功能梯度結(jié)構的設計 11.3.1功能梯度結(jié)構的基本構型 11.3.2功能梯度結(jié)構設計 11.4設計仿真示例 11.4.1示例天線罩概況 11.4.2等效平板設計 11.4.3天線罩電性能仿真第12章共形陣電磁智能蒙皮設計探討 12.1概述 12.1.1智能蒙皮的概念及內(nèi)涵 12.1.2電磁智能蒙皮的發(fā)展概況 12.1.3電磁智能蒙皮的主要研究方向 12.2電磁智能蒙皮共形天線 12.2.1戰(zhàn)機智能蒙皮中的共形天線系統(tǒng) 12.2.2電磁智能蒙皮關鍵技術 12.3機載共形天線罩設計的基本要素 12.3.1共形天線罩對輻射特性的影響 12.3.2共形天線罩設計基礎 12.4基于有源FSS的共形天線/天線罩可重構設計 12.4.1通帶可調(diào)有源FSS 12.4.2吸波結(jié)構的有源FSS設計 12.4.3基于有源FSS的可重構天線/天線罩系統(tǒng) 12.4.4雙極化兼容設計第13章超材料天線罩設計探討 13.1超材料簡介 13.1.1超材料的基本概念 13.1.2超材料的起源與發(fā)展簡況 13.1.3影響超材料電磁特性的基本要素 13.1.4超材料研究和在天線罩方面的設計應用方向 13.2超材料電磁參數(shù)反演 13.2.1反演問題 13.2.2電磁參數(shù)反演算法 13.2.3反演相位模糊性問題的處理 13.2.4反演厚度諧振問題的處理 13.2.5超材料電磁參數(shù)測量方法 13.3基于典型雙負雙正組合的罩壁結(jié)構性能分析 13.3.1基本分析 13.3.2雙正雙負材料及其組合結(jié)構的傳輸特性與機理分析 13.3.3結(jié)論 13.4基于等效介質(zhì)理論的超材料頻率選擇天線罩設計 13.4.1超材料與頻率選擇表面的區(qū)別 13.4.2超材料頻率選擇性能設計原理 13.5超材料及其天線罩設計優(yōu)化方法 13.5.1HFSS-Matlab-Api腳本介紹 13.5.2基于遺傳算法與HFSS的超材料天線罩優(yōu)化

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