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第1章 导论 1

1.1雷达天线罩基本概念 1

1.1.1天线罩的功能与用途 1

1.1.2天线罩的分类 4

1.2天线罩发展历程 10

1.2.1天线罩的历史沿革 10

1.2.2天线罩技术发展历程 12

1.3天线罩电性能要求与设计的基本内容 15

1.3.1天线罩电性能指标定义及其影响因素 15

1.3.2天线罩电性能计算分析与设计的基本内容 19

第2章 天线罩电性能仿真计算方法 23

2.1麦克斯韦方程组 24

2.2几何光学法 26

2.2.1几何光学法的基本理论 26

2.2.2射线跟踪法计算分析天线罩电性能 30

2.2.3射线跟踪法的局限性 37

2.3物理光学法 37

2.3.1平面波谱-表面积分法计算分析天线罩电性能 38

2.3.2口径积分-表面积分法计算分析天线罩电性能 43

2.4矩量法 46

2.4.1矩量法基本原理 47

2.4.2积分方程 48

2.4.3积分方程的矩量法求解 52

2.4.4多层快速多极子技术 59

2.5有限元法 64

2.5.1有限元基本原理 65

2.5.2矢量有限元法 67

2.6时域有限差分法 70

2.6.1 Yee格式时域有限差分方程 70

2.6.2边界条件 72

2.6.3时域有限差分方程的迭代求解过程 76

2.6.4稳定性条件与数值色散 77

第3章 天线罩电性能设计 78

3.1概述 78

3.1.1天线带罩后引入的问题 79

3.1.2天线罩电性能基本要求 81

3.2介质罩壁结构的参数方程 81

3.2.1多层介质平面结构上电磁波的反射和透射 81

3.2.2天线罩壁结构形式及其参数方程 87

3.3天线罩电性能的计算分析 100

3.3.1理论与基本公式 101

3.3.2罩尖部和楞边处的分析建模 107

3.4天线罩电性能参数表征及计算 113

3.4.1天线近场穿过罩壁的传输 113

3.4.2远场方向图的计算 116

3.4.3传输系数 119

3.4.4天线罩引入的天线方向图畸变 120

3.4.5瞄准误差和瞄准误差变化率 129

3.5飞机天线罩几何外形模型与交点的计算判定 131

3.5.1飞机天线罩的几何外形模型 131

3.5.2天线罩外表面曲面方程的拟合 132

3.5.3天线罩内表面方程的建立 134

3.5.4天线罩表面法线方向数的确定 135

3.5.5天线射线与罩表面交点的求解 135

3.5.6罩内表面上的点是否处于天线前半空间的判别 136

3.5.7罩内表面上的点位于明区或暗区的判定 137

3.6天线罩电性能设计 137

3.6.1电性能设计准则 137

3.6.2电性能设计的主要技术措施 138

3.6.3电性能优化设计 141

第4章 优化设计基本理论与方法 146

4.1优化设计的基本概念 146

4.1.1优化设计的含义 146

4.1.2优化技术的发展与作用 146

4.1.3优化的基本方法和流程 147

4.1.4优化设计问题的要素 148

4.1.5最优化问题的数学模型 148

4.2数值迭代法 151

4.2.1一维探索（线性探索）方法 151

4.2.2多目标最优化方法 154

4.3遗传算法 155

4.3.1概述 155

4.3.2遗传算法研究进展 156

4.3.3标准遗传算法 157

4.3.4自适应遗传算法 162

4.4粒子群算法 163

4.4.1概述 163

4.4.2粒子群优化算法研究进展 164

4.4.3基本粒子群优化算法 165

4.4.4标准粒子群优化算法 167

4.4.5粒子群优化算法参数分析 167

4.4.6改进的PSO算法 169

4.5免疫克隆算法 172

4.5.1概述 172

4.5.2克隆选择原理与应用 173

4.5.3免疫克隆算法 175

4.6混合优化算法 177

4.6.1混合优化算法简介 177

4.6.2天线罩电性能遗传/模拟退火混合算法 183

第5章 窄带雷达罩变厚度设计 192

5.1概述 192

5.2等厚度设计方法 193

5.3变厚度设计方法 193

5.3.1设计重点分析 193

5.3.2壁厚分布的初步设计 195

5.3.3壁厚分布优化设计 198

5.4雷达罩电性能的仿真计算 202

5.5设计示例 204

5.5.1设计条件 204

5.5.2等厚度设计及其仿真结果 206

5.5.3变厚度设计及其仿真结果 215

5.5.4等厚度设计与变厚度设计的性能比较与分析 222

第6章 宽带雷达罩变厚度设计 225

6.1概述 225

6.2常规壁结构的带宽特性 226

6.2.1薄壁的带宽特性 226

6.2.2 A型夹层结构的带宽特性 226

6.2.3 C型夹层结构的带宽特性 226

6.3夹层结构的等厚度设计方法 228

6.4夹层结构的变厚度设计方法 234

6.4.1综合设计准则的建立 235

6.4.2夹层结构的双向变厚度设计方法 236

6.5设计示例与性能比较 240

6.5.1入射角计算与基本参数设计 240

6.5.2 C型夹层结构雷达罩的等厚度设计 241

6.5.3 C型夹层结构雷达罩的轴向变厚度设计 248

6.5.4 C型夹层结构雷达罩的双向变厚度设计 253

6.5.5不同厚度分布设计性能的比较与小结 259

第7章 频率选择表面天线罩设计 261

7.1概述 261

7.1.1频率选择表面简介 261

7.1.2频率选择表面的滤波机理 262

7.1.3频率选择表面的分类及基本单元类型 265

7.1.4频率选择表面机载天线罩应用 267

7.2频率选择表面设计分析方法 268

7.2.1近似分析方法 269

7.2.2全波分析法 271

7.2.3智能优化算法 275

7.3单层FSS的设计 278

7.3.1等效电路模型的建立 279

7.3.2等效电路模型的参数分析 281

7.4多层FSS级联结构的设计 286

7.5 FSS的介质加载设计 291

7.6宽带FSS天线罩设计 293

7.6.1宽带FSS设计要素 293

7.6.2大入射角范围谐振频率的稳定性设计 295

7.6.3两种极化条件下的宽带及其稳定性设计 296

7.6.4 FSS结构的栅瓣控制 297

7.6.5宽带多层FSS结构构型设计 298

7.6.6宽带FSS设计示例 300

7.7频率选择表面天线罩的RCS计算分析 305

7.7.1 RCS基本概念 305

7.7.2 FSS天线罩的隐身效能 306

7.7.3 FSS天线罩的RCS仿真 307

第8章 小型化单元频率选择表面天线罩设计 311

8.1小型化单元频率选择表面概述 311

8.2小型化单元频率选择表面的滤波机理 312

8.3小型化单元频率选择表面的设计实现方式 316

8.3.1弯折型MEFSS单元设计 316

8.3.2集总元件加载型MEFSS单元设计 326

8.3.3内禀电容电感型MEFSS单元设计 328

8.4小型化单元频率选择表面的优化设计 333

8.5小型化单元频率选择表面天线罩设计示例 338

8.6本章小结 345

第9章 电抗加载天线罩设计 346

9.1概述 346

9.2电抗加载结构的电性能分析 347

9.2.1二维有限元法分析 347

9.2.2传输矩阵法分析 354

9.3电抗加载结构的遗传算法（GA）优化 363

9.3.1电抗加载结构天线罩等效平板GA优化算法基本组成 363

9.3.2电抗加载实心半波壁的GA优化 364

9.3.3电抗加载A型夹层结构的GA优化 371

9.3.4电抗加载C型夹层结构的GA优化 389

9.3.5设计优化结果中金属丝直径大小的影响 406

9.4设计仿真示例 406

9.4.1示例天线罩概况 407

9.4.2电抗加载壁结构构型 407

9.4.3罩体材料及其介电性能 408

9.4.4设计准则 408

9.4.5等效平板设计与性能计算 408

9.4.6天线罩仿真与测试性能 413

第10章 双频段天线罩设计 415

10.1概述 415

10.2无截止频段的双频天线罩设计 417

10.2.1双通带的分立设计 418

10.2.2双通带的宽带覆盖设计 423

10.3有截止频段的双频天线罩设计 426

10.3.1双频点谐振的设计方法 427

10.3.2双宽频FSS的设计方法 442

10.3.3说明与小结 448

第11章 超宽带电子战天线罩设计 449

11.1概述 449

11.2超宽带天线罩常规介质结构的设计 451

11.2.1超宽带天线罩电性能设计的基本方法 451

11.2.2典型壁结构的超宽带设计与电性能分析 453

11.3超宽带天线罩功能梯度结构的设计 461

11.3.1功能梯度结构的基本构型 461

11.3.2功能梯度结构设计 461

11.4设计仿真示例 467

11.4.1示例天线罩概况 467

11.4.2等效平板设计 468

11.4.3天线罩电性能仿真 471

第12章 共形阵电磁智能蒙皮设计探讨 476

12.1概述 476

12.1.1智能蒙皮的概念及内涵 476

12.1.2电磁智能蒙皮的发展概况 477

12.1.3电磁智能蒙皮的主要研究方向 477

12.2电磁智能蒙皮共形天线 478

12.2.1战机智能蒙皮中的共形天线系统 478

12.2.2电磁智能蒙皮关键技术 481

12.3机载共形天线罩设计的基本要素 487

12.3.1共形天线罩对辐射特性的影响 487

12.3.2共形天线罩设计基础 495

12.4基于有源FSS的共形天线/天线罩可重构设计 501

12.4.1通带可调有源FSS 502

12.4.2吸波结构的有源FSS设计 506

12.4.3基于有源FSS的可重构天线/天线罩系统 508

12.4.4双极化兼容设计 511

第13章 超材料天线罩设计探讨 515

13.1超材料简介 515

13.1.1超材料的基本概念 515

13.1.2超材料的起源与发展简况 518

13.1.3影响超材料电磁特性的基本要素 519

13.1.4超材料研究和在天线罩方面的设计应用方向 521

13.2超材料电磁参数反演 523

13.2.1反演问题 523

13.2.2电磁参数反演算法 523

13.2.3反演相位模糊性问题的处理 525

13.2.4反演厚度谐振问题的处理 526

13.2.5超材料电磁参数测量方法 526

13.3基于典型双负双正组合的罩壁结构性能分析 528

13.3.1基本分析 528

13.3.2双正双负材料及其组合结构的传输特性与机理分析 529

13.3.3结论 536

13.4基于等效介质理论的超材料频率选择天线罩设计 537

13.4.1超材料与频率选择表面的区别 537

13.4.2超材料频率选择性能设计原理 538

13.5超材料及其天线罩设计优化方法 543

13.5.1 HFSS-Matlab-Api脚本介绍 544

13.5.2基于遗传算法与HFSS的超材料天线罩优化 545

参考文献 548