中文引用格式： 劉豐銘，汪敏，王杰傳，等. 一種低剖面低RCS磁電偶極子天線陣列的設計[J]. 電子技術應用，2024，50(9)：31-35.
英文引用格式： Liu Fengming，Wang Min，Wang Jiechuan，et al. The design of a low profile and low RCS magneto-electric dipole antenna array[J]. Application of Electronic Technique，2024，50(9)：31-35.
引言
近年來，機載平臺的雷達散射截面（Radar Cross Section，RCS）縮減問題引起了廣泛關注[1]。在特定頻譜、入射角范圍和極化條件下降低RCS對機載天線陣列的研發(fā)提出了新的挑戰(zhàn)，這一要求在保持其輻射性能的前提下顯得尤為重要。
當前正在研究多種技術來降低天線的RCS。例如，超表面在減少RCS方面受到了廣泛關注，由于其在調控電磁波的幅度、相位和極化方面具有特性。用于減少RCS的典型超表面包括人造磁導體（Artificial Magnetic Conductor，AMC）[2-3]、頻率選擇表面（Frequency Selective Surface，F(xiàn)SS）[4]、電磁帶隙（Electromagnetic Band-Gap，EBG）[5]等諸多結構。然而，加載超表面會在現(xiàn)有天線陣列中引入額外的結構，增加天線剖面的同時降低了其增益或阻抗帶寬，過高的剖面會增大風阻，不利于與載體的集成，增益和帶寬的損失也會對天線性能指標提出更嚴苛的要求。
因此，迫切需要不影響天線輻射特性的RCS縮減技術。基于基片集成波導（Substrate Integrated Waveguide，SIW）的磁電偶極子天線展現(xiàn)出一系列優(yōu)勢，包括低剖面、易加工、饋電簡便、交叉極化低、寬帶特性和穩(wěn)定的增益。然而，目前已有的磁電偶極子天線RCS縮減技術主要采用疊加超表面的方式[6]，或從單個天線單元的角度進行開發(fā)，尚未利用磁電偶極子陣列本身實現(xiàn)陣列級別上的RCS縮減技術。
Gou等人針對剖面較高的Vivaldi天線陣列，提出在單元上構造不同的電流路徑，實現(xiàn)兩種輻射性能相近、散射相位相差180°的Vivaldi天線單元，利用兩種單元棋盤式布陣引入陣列級散射抵消，從而實現(xiàn)低散射（包括單站和雙站RCS）和高輻射性能[7]。采用這種方法的陣列具有更為簡單的結構，為機載天線及其陣列的隱身需求提供了一種新的解決方案。然而，該方法所應用的天線存在剖面過高和輻射特性不穩(wěn)定的問題。
針對上述問題，本文首先從輻射散射聯(lián)合特性的角度研究天線單元的諧振特性，通過周期邊界仿真構造出具有相同輻射性能和180°散射相差不同單元。其次，在主極化方向采用相同單元和SIW差分饋電構造寬帶匹配的子陣，帶內良好匹配實現(xiàn)對主極化來波的低散射；通過將子陣鏡像布陣實現(xiàn)對于交叉極化來波的散射相消，有效縮減RCS的同時兼顧了穩(wěn)定的增益輻射。
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作者信息：
劉豐銘1，2，汪敏1，2，王杰傳1，2，吳昊1，2，吳文1，2
（1.南京理工大學 電子工程與光電技術學院，江蘇 南京 210094；
2.近程射頻感知芯片與微系統(tǒng)教育部重點實驗室，江蘇 南京 210094）
