实现天线罩对电磁波的非对称传播控制,对高功率能量的智能隔离,呼应了新一代战机提出的“隐身”、“战场感知能力”以及“人工智能控制”的新要求。课题组近期结合极化旋转体(I)以及可重构频率选择吸波体(FSR)(II)的设计思路,成功实现了一种电磁波非对称传输智能可重构能量隔离天线罩。当外部发射探测小信号或内部天线发射正常通信信号时,PIN管处于断开的状态,此时天线罩工作为一个“带内透波,带外隐身”的FSR,并且在通带内可实现电磁波的非对称传输,插损小于1dB,带外亦可降低天线的雷达散射截面RCS);而当外部发来高功率信号试图干扰通信时,天线罩表面的感应电流致使PIN管导通,此时天线罩工作为一个吸波体,在1.8GHz到4.3GHz内实现吸波率大于90%的完美吸波,实现能量的隔离,保护通信设备。相关的性能在采用低功率波入射和高功率波入射两种测试方法下得到验证。该天线罩在电磁隐身、电子对抗及反侦察领域具有良好的应用前景。


图1 智能可重构天线罩结构及工作模式示意图

  以上工作以“Intelligent  Radome Design with Multilayer Composites toRealize Asymmetric  Transmission of Electromagnetic Waves and Energy Isolation”为题,发表于学术期刊《IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters》。硕士生袁警为本文的第一作者,孔祥鲲副教授为论文的通讯作者,参与了论文的构思。南京容向测试设备有限公司的陈凯、沈学其完成了高功率电磁波传输的实验验证工作、课题组王奇和吴晨参与了PIN管主动控制的实验验证工作。论文的设计灵感融合了南京大学冯一军教授课题组赵俊明老师,南京邮电大学韩叶老师,国防科技大学刘培国教授课题组杨成博士的研究成果,得到了南京理工大学陈如山教授和南京航空航天大学的联合项目支持,在此本文作者一并表示衷心感谢。

图2 (a)低功率测试场景图;(b)高功率测试场景图

                    (a)                           (b)

                    (c)                         (d)

图3 (a)PIN管断开时,TE极化电磁波从+z方向入射时的测试结果和仿真结果对比(b)PIN管断开时,TM极化电磁波从-z方向入射时的测试结果和仿真结果对比(c)PIN管导通时,测试结果与仿真结果对比,(d)透射系数随入射电场强度增加的变化。


论文链接:https://ieeexplore.ieee.org/document/9136921


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