● 摘要
螺旋天线是非频变天线的一种重要类型，具有宽频带、圆极化和尺寸小等优点，在很多领域得到了广泛应用。在电子对抗系统中，螺旋天线常被用来在很宽的频带上监控对方雷达波。本文根据课题需求，研究了平面螺旋天线的辐射理论和实现方法，设计了工作频带为2-18GHz的机载平面螺旋天线，并使用背腔实现单向辐射的要求。另一方面，对于隐身平台上的天线系统来说，并不能简单地应用常规的隐身措施，如外形、吸波材料及对消等技术，其隐身问题逐渐凸显出来，成为隐身技术中的一个重要课题。因此，文中分析了所设计天线的散射特性。主要研究内容包括：1、采用阻抗加载技术改善天线低频端性能。天线上电流经过有效区辐射后，仍会有部分到达螺旋臂末端，形成相反极化的反向波。加上背腔底部的反射波也会重新耦合进天线之中，这些都会对天线的性能影响很大。本文在螺旋臂最外圈进行了两组阻抗加载，改善了天线低频端的阻抗和轴比性能。2、设计了反射体以实现宽频带辐射的目的。如果只使用金属空腔，由于经腔体底部的反射波和前向辐射波的相位关系，增益会在一些频点附近削减。因此，必须在腔体内部设计合适的反射体，以调整二者相位关系。文中设计了锥形反射体，在此基础上，提出了在腔体内放置多个金属平板的方式。通过调整金属平板的位置和尺寸，实现了非常良好的天线性能。3、天线的散射特性分析及RCS减缩。文中分析了阻抗加载对天线RCS的影响，比较了所设计了锥形反射体和平板反射体两种天线结构的RCS。由于平板反射体结构会在一些频点和角度上引起了RCS的增加，文中采取增加损耗介质的措施。损耗介质对天线性能产生一定影响，但在重要的小角度范围内，对RCS起了比较明显的控制作用。