曲面微带天线电磁散射特性分析.pdf

第32卷第11期
系统工程与电子技术
Vol 32
010年11月
stems Engineering and Electronics
November 2010
文章编号:1001-506X(2010)11-232-03
曲面微带天线电磁散射特性分析
袁家德,顾长青
(南京航空航天大学信息科学与技术学院,江苏南京210016)
摘要:使用矩量法分析研究了有限曲面微带天线的结构散射特性。运用等效原理,建立了一般曲面微带天
线的体面榻合电场积分方程,在积分方程中由于采用的是自由空间格林函数,从而避免涉及徽带天线分层介质格
林函数的解析表示和精确计算。在伽略金法中,介质部分采用SWG基函数,金属表面部分采用RWG基函数,通
过金属表面与介质基片交界面处施加电流连续性方程,有效地减少了待求未知量数目,明显改善了阻抗矩阵条
件数
关键词:微带天线;矩量法:电流连续性方程;:电磁散射
中图分类号:()441
文献标志码:
D(1:10.3969/j.issn.1001-506X.2010.11.14
Analysis of electromagnetic scattering from microstrip
antennas mounted on curved surface
YUAN Jia-de, GU Chang-qing
(Coll. of In formation Science and Technology, Naniing Univ. of Aeronautics and Astronautics, Nanjing 210016, China)
Abstract Structure scattering analysis of microstrip antennas mounted on a finite curved surface is presen-
ted via method of moments. Using the equivalence principle, the coupled volume-surfaced integral equation of
arbitrary curved surface conformal microstrip antenna is formulated, in which the free space Greens functions
is used so as to obviate the analytic expressions and accurate computation of the dyadic Green 's functions. In
Galerkin method, the SWG and RWG basis function are used for the dielectric and the conductor surface respec
tively. According to the continuity equation of electric current on the interface between conductor and dielectric
an efficient scheme is proposed to reduce the unknown numbers and condition numbers of the matrix equation
Keywords: microstrip antenna; method of moments; continuity equation of electric current; electromag
netic scattering
研究曲面微带天线及其阵列的数值方法主要有矩量
法/并矢格林函数法( method of moments/ dyadic( green
在电子战、信息战和电子对抗条件下,有效利用雷达目「 unctions,MoM/DGFs)6-、有限元法( finite element
标特征对于隐身与反隐身研究变得尤为重要和迫切。微带 method,FEM)以及时域有限差分法( finite diference
天线作为情达系统中的关键设备之一,由于结构灵活、削面 time domain,FDTD)。但FEM和FDTD不能直接强加
薄、易弯曲与集成、重量轻、低雷达截面等优点,自问世以来 Sommerfeld辐射条件,虽然吸收边界条件的应用在一定程
便得到了学术界和工程界的枚大重视,在航航天、移动通度上小了离散区域,但其精度依赖于特定的问题并且不
信等众多领域得到广泛应用。由于一般曲面微带天线分析可预测。关于MoM/DGFs,下列困难限制了该方法的实际
的复杂性和大计算量5,目前仍以无限大平面微带天线、应用:难以给出任意层介质谱域并矢格林函数的闭合形式,
无限长圆柱共形微带天线的电磁特性研究为主。随着外形即便是对特定的微带天线推导出的格林函数表达式,它的
隐身、材料隐身等技术的逐步成熟,减缩与军用目标共形的数值计算也是一个非常困雄的问题。因为涉及任意阶、任
曲面微带天线雷达截面成为提高其生存能力的主要因素之意复宗量 Bessel型函数的计算,如不采取有效措施,在计算
因此,精确分析曲面微带天线的电磁散射特性显得十时函数值将很快发散,得不到正确结果
分必要。
近年来,面/面积分方程法和体/面积分方程法在曲面
收稿日期:2009-08-29:修回日期:2010-09-14.
基金项目:航空科学基金(20070152001)资助课题
作者简介:袁家德(1974-),男,博士研究生,主要研究方向为计算电做学、天线设计。E-mail:yuanji2010@yahoo.com.cn