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在当今高科技信息化战争中,隐身设计作为重要组成部分,对未来武器装备的生存力和作战效能有着重要而深远的意义。雷达已经成为目前最为有效的能够探测远程电子设备的仪器,其主要工作原理是根据发射雷达波照射到雷达目标后反射回来的能量来预测目标的存在同时判断目标的大致位置。隐身技术设计主要以减小雷达截面为目的,要求己方设备在敌方的探测雷达下保持较低的可观性。对于机载隐身平台而言,作为平面结构的Vivaldi天线,成为当今隐身飞机相控阵雷达天线单元的首选方案。虽然Vivaldi天线已经具有较低的雷达截面,但是仍不能满足低可见平台的设计需要。本文主要从研究Vivaldi天线的辐射和散射特性出发,在保证其辐射性能基本不受影响的基础上,采用不同手段对其RCS进行减缩研究。主要内容如下所示:1.讨论传统Vivaldi天线工作原理及设计思路,同时设计一款双层Vivaldi天线。在保证天线工作带宽的基础上,高频增益特性有明显的改善。同时,对该该天线的辐射和散射特性进行研究,总结在各角域和频段入射波照射下的散射机理和特性。2.在分析了Vivaldi天线的辐射和散射机理的前提下,通过在Vivaldi天线辐射贴片蚀刻CSRR结构,使得在部分工作频段的天线RCS得到明显的减缩效果。然而,该方案仅对入射波极化为θ极化,入射角度为斜入射(10°~75°)情况下有一定的减缩效果,且结构较为复杂;针对上述缺陷,在不破坏辐射单元上电流分布的情况下,通过改变辐射贴片的外形设计出了一种低RCS的Vivaldi天线。相比于常规的Vivaldi天线,在较宽的频段实现了有效的RCS减缩。3.为了使Vivaldi天线在整个工作频段实现有效地RCS减缩,论文提出了在天线介质基板采用加载PBG(光子带隙)结构设计,同时结合辐射贴片边缘修形的方案,从而实现该天线在整个频段内雷达截面的有效控制。从而,能在一定程度上解决天线良好辐射性能与低RCS之间的矛盾。