【摘要】：強電磁脈沖武器的發(fā)展與應用是當今軍事武器研究的熱點,這對信息化裝備的電磁防護提出了非常高的要求。能量選擇表面(ESS)作為具有開關特性的自適應防護裝置,不僅能保證設備信號的正常收發(fā),還能有效阻隔強電磁場,是一種智能有效的電磁防護方法,在近些年受到越來越多的關注。本文從理論分析方法出發(fā),貼合實際應用需求,對能量選擇表面研究方法,結構設計,對天線性能的影響進行了研究,所有工作主要從以下幾個方面展開:1.采用等效電路法建立了能量選擇表面的等效電路模型,采用等效介質法提取了電磁特征參數(shù),分別從場和路角度出發(fā),分析能量選擇表面穩(wěn)態(tài)下的反射與透射原理,并指導能量選擇表單元結構改進,比較了等效方法與全波仿真的結果。采用場路聯(lián)合仿真對復雜模型及有限大能量選擇表面進行瞬態(tài)仿真及分析。2.針對四元微帶貼片天線陣設計了低頻寬帶單/雙層能量選擇天線罩,判斷了該單元結構的角度穩(wěn)定性。采用頻域有限元法對十字形單元結構進行了全波仿真,運用等效電路法與等效介質法分析了天線罩在穩(wěn)態(tài)情況下的原理與性能。分析了天線罩對天線性能的影響,對天線罩與天線構建的一體化結構進行了仿真分析。加工制作了實物并進行了實驗測試。3.針對單極子天線設計了具有帶通特性的圓環(huán)縫隙結構單元的能量選擇表面,并建立等效電路模型,對比了仿真結果并進行了分析。根據天線結構特性,設計了錐形準周期結構天線罩,采用場路聯(lián)合仿真對共形天線罩進行建模與瞬態(tài)仿真。研究了錐形天線罩的工作特性及其對天線基本性能的影響,分析了天線罩對天線雷達散射截面積(RSC)的影響。
【學位授予單位】：國防科學技術大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TJ99
【圖文】：

圖 1.2 輻射場強隨距離的變化規(guī)律武器與高功率微波武器攻擊速度快，范圍廣，通過息設備，兼具軟硬殺傷能力。目前，高功率脈沖功生、發(fā)射、傳輸與控制技術以及高功率微波效應機重大突破，高功率微波技術處于高速發(fā)展并走向應電磁武器的發(fā)展。預計到 21 世紀 30 年代，此類應用于局部戰(zhàn)爭中，并與其他常規(guī)武器結合起來，

圖 1.3 能量選擇表面工作原理圖經過近幾年的研究與發(fā)展，能量選擇表面的相關研究日益深入，相關概念與機理基本成熟，仿真與設計方法逐漸豐富，工程化的進程日益加快。理論方面，采用傳輸線理論，從電路的角度分析由表面阻抗特性引起的傳輸性能變化，并運用電磁場傳播理論從電場的角度研究了能量選擇表面入射與散射特性，能夠合理解釋能量選擇機制[22]。分析方法方面，等效電路法與場路聯(lián)合仿真能夠有效分析加載半導體器件無限大周期結構的性能，并從原理上對結構加以改進[23]。仿真研究方面，能量選擇表面的一般設計方法與設計流程已經較為成熟，不同單元形狀、多層結構、尺寸、材質對能量選擇表面性能的影響，不同極化形式和入射角度對防護性能的影響，以及可靠性分析等方面的工作都已經開展了相關工作[24-27]。工程應用方面，研究了 ESS 的測試方法，解決了二極管特性測試，開啟場強與防護閾值控制方法，柔性電路板設計等關鍵問題[22]。綜上所述，能量選擇的理論體系基本完備，設計、仿真、制作、測試流程較為成熟，具有很高的工程應用前景。但是在走向工程化的過程中，仍然有一些問題亟待解決，比如能量選擇表面分析方法，有限大結構能量選擇表面的仿真分析

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本文編號：2735551