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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FSS502

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