早在20世纪30年代,科学家对共形天线的研究就已经开始了。最初,Chireix设计分析了可用于广播、通信的环形偶极子阵列系统,为共形天线的研究奠定基础。接着,JimWait、Munger等人对与球面、圆柱面、圆锥面共形的天线进行了基础性的研究。但是直到20世纪80年代以后,计算机的飞速发展给共形天线的研究提供了更方便、有效的手段,共形天线才逐渐成为热门研究领域。同时,微电子技术迅速发展,新器件、新工艺的出现,也为共形天线的应用提供可能。经过科学家们长期不懈的努力,世界各国在共形天线领域取得了显著进展。75940

20世纪60年代,美国空军和Raytheon公司就开始合作研究共形阵雷达。该雷达可与载机蒙皮的气动力形状完全共形,有单片的微波集成电路T/R模块被安装在天线背后。机体的两侧和飞机两翼的前端边缘安置着多个共形阵面,它们在开关的控制下交替工作,可以实现全方位扫描。

美国格鲁曼公司(NorthropGrummanCorp)的智能蒙皮天线技术处于世界领先地位,美国海军和格鲁曼公司一起合作研制无源机翼共形阵。他们在机翼前端边缘安装有源相控阵列;通过自适应处理手段,可以减少机身变形和机翼抖动对天线产生的影响。欧洲宇航防务集团(EuropeanAeronauticDefenseandSpaceCompany)也在研制一

种两维曲面电子扫描天线,希望能够运用到无人机上。这种曲面天线阵列是机体结构的一部分,它不仅能够收发电磁波,还要能够经受风雨,抵抗冲击。

日本也在进行共形天线的研究。东芝公司已经开发了由6010个单元组成的固态

有源共形二次雷达系统,其副瓣电平为达到了-30dB;日本还开发、装备了机载有源椭圆共形相控阵系统[2]。图1。2为2013年日本防卫省公开的可贴于机身表面的柔性共形天线。

日本研发的柔性共形天线

中国的对共形天线的研究从上世纪70年代开始。2012年,我国在珠海航展上首次公开展出CS/RB1雷达,如图1。3。该雷达采用圆柱共形相控阵设计,具备360度探测能力。雷达的工作波段为L波段,可作为反火力武器系统的警戒、跟踪雷达,用于探测敌方迫击炮弹,定位其发射阵地,亦可用于校正己方迫击炮的射击;可人工携带,满足各种运输机、直升机空投的要求,机动性强,操作、部署十分简便;可在要地防空系统中承担对各类低空目标进行探测的任务[3]。CS/RB1雷达的出现标志着中国的共形相控阵雷达技术有了实质性的突破。论文网

中国研制的CS/RB1雷达

目前,共形天线的技术已经开始投入使用。资料显示,美国海军已经将圆柱形共形相控阵天线应用到协同交战系统的舰载通信终端中,该天线由96条列馈组成,每条列

馈上由微带天线分配网络连接10个阵元。

以色列的Elta公司已经研制出L波段相控阵准共形固态AEW系统,并安装于波音707飞机上。该公司的研究人员在机头、机尾及机身两侧布置了6个天线阵,通过开关的控制可以达到360°的全方位扫描和俯仰扫描。之后,Elta公司又将L波段平面准共形雷达搭载在湾流550上。以上两种装置了准共形雷达的预警机均投入使用,如图1。4所示。

“费尔康”号预警机(左)和湾流550预警机(右)

虽然各国在共形天线领域的工作正在如火如荼地进行,但是,总体来说,对于共形天线的研究尚处于初级阶段。因为相比于平面阵天线,共形阵天线更为复杂,实现手段也更加依赖新材料新技术的发展。一般地,对共形阵天线的综合并不仅是对其方向图的综合。共形阵列天线采用什么形状、阵列单元排布形式如何等问题需要在设计的初始阶

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