4。2。3 沿宽边(W)方向弯曲 40

4。3 本章小结 42

结 论 43

致 谢 44

参 考 文 献 45

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1 绪论

1。1 课题研究背景及意义

19 世纪以来，人类在无线电领域取得了丰硕的研究成果，无线电技术已经渗透到日 常生活的一点一滴。从移动通信到广播电视，从卫星导航到气象预报，甚至是军事领域， 无一不是无线电系统大展拳脚的舞台。而在任何一种无线电通信系统中，天线都是不可 或缺的重要前端器件，并且天线的各项性能会直接影响到无线电系统的性能。为了满足 不同的无线电系统的要求，天线种类十分多样。但是目前大多数天线都具有一个共同点： 它们无法与载体共形。以飞行器为例，现代飞行器携带的用于雷达高度计、导航等通信 系统的天线多达二十多种，在军用飞机中甚至会安装超过七十个天线。只有少部分天线 隐藏在机身中，大多数的天线都突出在机身外部；有些天线尺寸则比飞行器本身还大。 如图 1。1 所示，是世界上最好的大型预警机——美国的 E-3 预警机，其机背上的雷达罩 直径 9。1米，厚度 1。8 米。飞行器外部庞大的天线会对飞行器的空气动力学性能带来影 响；而若将天线收至整流罩内，则势必要缩小天线尺寸，这会影响雷达天线的探测性能 和测量精度。即使天线安装在飞行器内部，也会占用很多空间。如果使用共形天线，那 么这些问题便能迎刃而解。若天线能与飞行器的机身、机翼、机头完美共形，就可以做 到既不影响飞行器的空气动力学性能，又能提高天线有效利用面积、改善雷达天线性能； 同时，飞行器的体积可以减小，重量也会减轻，飞行器就可以携带更多的燃料。

图 1。1 E-3 预警机

根据电气和电子工程师协会（Institute of Electrical and Electronics Engineers，IEEE） 的定义，共形天线是和物体外形保持一致的天线或天线阵[1]。是由非电气因素决定的， 例如：空气动力学因素或流体力学因素[2]。和传统平面天线相比，共形天线保留了平面

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天线的基本特性，又增加许多特殊性能。共形天线的主要特点体现在: 1)  与载体表面共形， 具有良好的空气动力学性能；

2) 能够使安装天线，尤其是在复杂表面安装天线更为容易，同时又能满足天线性 能指标的要求；

3) 增加天线安装面积、提高天线有效利用面积的同时还可节省安装空间；

4) 波束扫描角度变大，可以实现全方位扫描；

5) 天线增益和天线波束的形状在天线扫描过程中大体不变；

6) 雷达散射截面（Radar Cross-Section）更小。 共形天线并不是结构一体化天线。共形天线与载体平台表面平滑集成在一起，能够

贴装到载体平台蒙皮上，甚至能够嵌入到蒙皮内，起到结构的承载作用。 共形天线有着其他天线无法比拟的优点，是目前天线研究的热点领域。将天线与导

弹、坦克等军用设备共形将会大大减轻设备质量、节约设备空间、提升设备性能；将共 形天线应用于可穿戴式系统，会在监护病人、救援工作等方面发挥很大作用。共形天线 在军事和民用领域的前景非常广阔。我们研究共形天线的性能，研究如何设计制造出更 好的共形天线，将为人类带来更多便利。