前不久,本刊推出“你问我来答,轻松成大咖”的活动,受到广大读者朋友的热烈支持。2018年12月10日,读者jixieshi2提问“什么是共形天线?它有哪些技术难题?”,对此本刊编辑部解答如下。
图注:共形天线,是指一种和物体结构外形保持一致且不给其共形设备带来额外负担的一种天线,具有多种优点
共形天线,是指一种和物体结构外形保持一致且不给其共形设备带来额外负担的一种天线。相比于传统常规天线,共形天线主要有以下几方面特点:
其一,共形天线可以安装在飞机、导弹等航空装备不同曲率的表面,不会像常规天线那样破坏航空装备的气动外形,例如飞机表面的刀状天线,使平台保持其良好的气动布局和隐身特性。 微量情愫其二,贴在机身表面或者直接做成蒙皮的天线,可在更大的空域和距离上实现对目标的扫描和探测。
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其三,共形天线的使用,在不改变导弹弹体尺寸的情况下,增大天线孔径、导引头功率或者促进复合制导的应用,提高对目标的适应能力和打击精度。其四,机动灵活。共形天线不仅能适应运输机等大型平台,也能应用于战斗机等小型平台,使它们在执行既定任务的同时,还能开展侦察监视任务或实施电子战,适用范围广,
用途多样。
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其五,共形天线体积较小,重量轻,不占用机内空间,腾出的空间可以用来安装其他设备、燃料,从而增加飞机的载荷,使机体内有限的空间得到充分的利用,另外也有助于提高设备的结构强度,减少体积和重量,有助于提高载机的机动性及战场的生存能力。共形天线由于拥有诸多优点,现已成为世界各国研制的重点所在,这其中,柔性共形阵天线是大势所趋。但相应的,相比于常规天线,共形天线在研制方面,还存在一定技术难题,限制其进一步发展。
首先,共形阵天线一大难点就是要保证阵列所有单元有相同的方向图、最大值指向和一致的极化取向,但是共形阵的各天线阵元并不在一个阵面上,因此共形阵的分析和工程实现难度非常大。
其次,共形阵扫描的时候,阵元工作的通断切换和幅相加权变化多端,相应的馈电网络功率分配、波束控制需要实时解决。
再次,共形阵中,不同位置阵元有各自的电环境,因此在天线工作的时候,如何有效解决
有源输入阻抗匹配是一大关键问题。
郭志辰挠度计算最后,飞机、导弹等在飞行过程中,其产生的各种能量,如过载、加热、变形等,对于天线阵面也有较大的影响,需要在实用中加以解决。