引 言

雷达隐身技术是所有隐身技术中非常关键的技术之一．雷达是目前发现目标和精确定位目标的主要探测手段,具有全天候工作、抗干扰能力强和远程探测精度高等优点．据统计分析,雷达探测对目标的威胁占到60%以上,对雷达特征信号控制成为隐身设计的重点[1]．随着军事装备上对隐身的要求越来越高,应用越来越广泛,隐身天线罩技术成为目前解决雷达天线隐身最有前景和广受关注的技术．隐身天线罩通常采用的技术包括频率选择表面(frequency selective surface, FSS)技术、极化选择表面技术、阻抗加载技术以及时域隐身技术等,而目前国内外运用最广泛的技术是FSS技术[2-4]．

FSS是一种二维周期性阵列结构,其本质是一种空间滤波器．将FSS结构加载到天线罩上,根据装备需求,可以灵活形成各种性能的频选结构,达到带内透过、带外高反射的滤波器特性．FSS 天线罩特点在于FSS可以和天线罩几何外形共形,不改变天线罩的力学结构与性能,同时对信号进行滤波,减少了带外干扰影响和杂散辐射,提高了雷达的抗干扰能力,也减少了因为杂散辐射被敌方发现的机会,还有一个重要的原因就是利用FSS带外高反射的特性大大降低了天线罩的雷达散射截面积(radar cross-section, RCS),提高了隐身性能[5-6]．FSS结构及改善RCS的机理如图1所示[2]．

2.3 孕妇焦虑抑郁的影响因素分析 孕妇焦虑抑郁的发生在工作待遇上差异没有统计学意义(P>0.05)；但是在身体状况、家庭环境、家庭支持程度及家庭经济状况等方面差异显示出统计学意义(P<0.05)。

图1 频选天线罩结构示意图 Fig.1 Diagram of FSS radome structure

FSS频选结构可以降低天线罩和雷达腔体的RCS,但也有其局限性,在设计中如果简单把带外特性当成金属壳体的特性看待,会达不到预期性能,从而影响产品设计,因而有必要对其机理作深入研究．本文主要的目的就是讨论FSS罩在降低RCS上存在的一些问题,并探讨克服这种局限性的方法,以提高利用FSS结构提高天线罩的隐身性能．一般的观点认为,FSS频选的带外高反低透特性和全金属表面的反射特性类似,所以,对降低RCS具有同样的效果,而本文的研究分析表明,这个观点是错误的,FSS的带外高反低透与全金属表面对RCS影响是不一样的．实际上,FSS的透射虽然微弱,但是,由于FSS罩本身组成了一个高品质因数腔体,腔体谐振及储能效应,会造成很强的二次辐射,从而大大降低FSS的隐身效果．本文研究分析了这种差异的根本原因,以及如何克服FSS这种局限性的方法,从而为频选天线罩提高隐身性能提供了一种解决问题的思路．文中的案例表明,在采用雷达吸波材料(radar absorbing material, RAM)改善天线罩结构后可以在较宽频段降低RCS值达数10 dB以上．

1 理论分析与仿真计算

FSS频选罩的带外尽管具有很高的反射能力,比如99%的电磁波能量被反射(即反射系数S11=-0.043 dB, 透射系数S21=-20 dB, 其特性接近金属的全反射),但仍有约1%的能量进入到天线罩内．由于FSS罩内腔体的品质因子可能很高,进入到天线罩内的电磁波会在腔体内来回反射形成谐振场并积累,外部电磁能量将会源源不断地进入腔体,直到腔内能量聚积达到最大储能,此时,透射进入天线罩腔体的电磁能量刚好能补偿腔体本身耗散的能量,而腔体耗散的能量包含两部分,即腔体吸收和二次辐射．如果吸收很小,那么此时腔体内的积累场强会远远大于一次透射的场强,所以二次辐射会很强,也就大大提高了雷达腔的RCS,降低了整体的隐身性能．由于封闭金属面的完全屏蔽效应,金属腔就不会发生上述的这一过程和现象．这是二者的本质区别．

参照组患者最大年龄82岁,最小年龄64岁,平均年龄(75.6±0.3)岁;其中女性12例,男性18例。实验组患者最大年龄81岁,最小年龄65岁,平均年龄(74.6±0.3)岁;其中女性13例,男性17例。两组患者在一般资料中未出现差异,P>0.05,不存在统计学意义,可比。

1.1 理论推导

式(2)中以自然常数e为底的指数,当t→∞,近似为达到平衡时,此项值为0,所以

(1)

式(1)中左边代表罩内能量强度随时间变化率,右侧第一项代表在本征频率下能量强度随时间的相位变化,第二项代表透射损耗,第三项代表外界耦合到腔体内的能量强度．

解方程(1)可得

是的，我确实是个劳改逃跑犯，刚跑出来的。两位干部，你们放心，我一定老实交待。我是个老口子了，党的政策我是晓得的，这不，都写在这墙上哩，坦白从宽，牢底坐穿，抗拒从严，回家过年。哦对不起，是坦白从宽抗拒从严，坦白从宽抗拒从严。在里面呆长了，那样说惯了，说惯了。我是说，用不着你们给我松皮松骨苏秦背剑，我就会老实交代，交代个小葱拌豆腐一清二白，真的，连蚊子心肝大点儿都不漏掉。

(2)

k为积分常数．

下面对上述过程做数学计算推导．在计算RCS的时候,一般取远场结果．假设入射波为平面波,其振幅为S+,天线罩内电磁场振幅为a,天线罩透射系数为ρ, 腔体储能的耗散寿命为τ0, 假设腔体内的损耗很小,即τ0很大,能量损耗决觉于腔体的透射损耗寿命τout(腔体内的能量因为透射泄露导致的腔内模式的寿命,取决于结构,为常数)．w0代表腔体内模式的本征圆频率,那么a(t)满足如下关系[7]:

为了改善频选罩的RCS,可以考虑在罩内加入吸波材料,用以减小腔内谐振效应和能量的积聚．假设腔体内吸波材料损耗比透射泄漏损耗大一个量级,即τr=0.1τout,重新改写式(1)得

(3)

可见,谐振腔内部的电磁场在达到稳定态后,腔内电磁场a∝S+,二者接近相同的量级．

1) 吸波材料:S11<0.028,如图3所示,具有良好的吸收特性．

即

|S-|∝|a|∝|S+|．

本文采用标准类符形符比(STTR)来衡量比较五个译本语料的词汇丰富性,文本标准长度设1,000个形符，分批计算文本的STTR值，再求平均类符形符比以反映文本的信息量大小。

(4)

由此可见,入射波中相当一部分能量又通过腔体出射出去,返回到入射雷达方向,成为RCS的一部分．这就是频选罩RCS相比金属表面罩大的原因．

根据能量守恒原则,也可以得出出射波与入射波满足

|S-|=|ρS+|．

(5)

所以,天线罩系统稳定后,忽略天线罩损耗,出射波能量等于透射到天线罩内部的能量,从而增大了RCS．

但技术梳理与分析发现，我国电能替代发展也存在着诸多问题，例如电价问题、电能替代配套财政补贴和税收减免等等诸多问题。通过相关技术与理论分析促进电能替代快速发展，可以采取的措施如下[17-19]：

(6)

他们结婚的前两年，我去过他们家几次，每次都遇到沈天样，或者是王飞，或者是陈力庆，或者是同时遇到这三个人。我们在林孟的家中觉得很自在，我们可以坐在沙发上，也可以坐在他们的床上，把他们的被子拉过来垫在身后。王飞经常去打开他们的冰柜，看看里面有些什么，他说他不是想吃些什么，只是想看看。

(7)

可求得腔体内的强度分布为:

(8)

本文中，在改进型的Mao-Bell型DAC中用角散轴向X射线衍射实验中用充氦气的准静水压到47 GPa，和用角散径向衍射技术研究了铬到68 GPa的强度.轴向准静水压实验得到的体弹模量和其一阶导数分别为：当固定为4.82时，得到的体弹模量是187.2(4) GPa.体弹模量结果和文献报道的数值一致.t/G在超过19 GPa变化缓慢，表明开始发生塑性形变.根据高压下的剪切模量，发现当铬在19 GPa发生塑性形变时，差应力为0.72 GPa.差应力从3～19 GPa的变化可以表示为：t=-0.122(25)+0.046(2)P(GPa).在68 GPa时，铬的最大的差应力为0.95 GPa.

(9)

由此可见,腔体内的场大大减小,|S-|∝|a|,出射波S-下降一个量级,这样频选罩的RCS就大大减小．

1.2 仿真分析

为了能说明§1.1的机理,又能减少仿真计算量,本文采用准二维模型对§1.1理论进行定量的仿真验证．仿真软件采用上海东峻公司的全波电磁场仿真软件Eastwave 6.0．

建立一个在x轴方向的理想电导体(perfect electric conductor, PEC)材料的底边,两个侧边为经过原点的正三角形,由圆环形频选单元组成,在y方向上为无限大周期性结构,如图2所示．通过将蓝色部分的材料设置成吸波材料或者PEC来仿真加入吸波材料前后的RCS变化．

图2中,z轴上的红色箭头代表入射平面波方向,绿色箭头代表偏振方向．

图2 频选天线罩的准二维模型 Fig.2 Two dimensional model for FSS radome

在13～16 GHz内,所采用吸波材料RAM和频选FSS的反射特性分别为:

S-为天线罩内的场再次往天线罩外辐射的出射场,其正比于天线罩腔体内的场强,所以

2) 频选FSS:S11>0.98,接近于1,如图4所示．几乎对电磁波全反射．

以上四种情况的仿真结果如图5所示．

大泽山葡萄是平度市大泽山镇特产，中国国家地理标志产品，有上百年栽培史。该地区的葡萄风味独特、品质优良、穗大粒饱、色泽鲜艳、皮薄肉嫩、口味宜人。2017年，大泽山葡萄种植面积高达3.5万亩，其中玫瑰香葡萄种植面积最大。

图3 雷达吸波材料(RAM)的反射系数 Fig.3 Reflection coefficient curve of the absorbing material

图4 频选(FSS)的反射系数 Fig.4 Reflection coefficient curve of the FSS radome

对准二维频选罩分如下几种情况进行建模仿真RCS特性,以比较各种情况之间的差别,来说明FSS和金属表面对RCS的影响不同．

1) 假定天线罩为完美金属,记为PEC;

2) 天线罩为频选罩,底板为金属,记为FSS;

3) 天线罩为频选罩,底板为吸波材料,记为RAM;

4) 假设天线罩为空气介质,即没有天线罩,底板为金属,记为AIR．

无论“兰亭修禊”还是“西园雅集”，它们以清淡高旷之乐、雅致脱俗之风和超然于物外的情怀，给喧嚣流离中的躁动心灵以宁静的安顿，其所代表的超脱自由和执着探索内心理想的精神，是当今世人浮华的精神状态和空虚的内心世界所无法企及与缺失的，这也正是我们这个时代依然为它们仰之弥高的重要原因。

此外，日本、德国等国家都出台了相应的养老金补贴与发放政策，以期通过养老金政策的改革来更快更全面地向国民推广本国延迟退休政策，促进其达到上调国民退休年龄的目标。

依达拉奉治疗组则在基础治疗上为患者采用依达拉奉进行治疗，药物主要是选择30 mg溶于0.9%的氯化钠溶液100 mL当中，为患者进行静脉滴注，每日为患者进行两次治疗，连续对患者治疗两周作为一个疗程[3]。

媒体在粉丝形象塑造的过程中扮演了引导者的角色。自2005年“超女”开始，“粉丝”闯入了大众视野。一时间，媒体上充斥着各种批判粉丝的新闻报道，“疯狂”、“盲目”的粉丝形象逐渐在大众中形成刻板印象。

图5 不同情况下RCS的性能仿真结果 Fig.5 Simulated RCS performances of the FSS radome under different conditions

从图5可见,在整个13～16 GHz,RCS的大小关系为RCS(AIR 和 PEC)>RCS(FSS 和 PEC)>RCS(FSS 和 RAM)>RCS(金属罩)．

雨课堂是MOOC 平台“学堂在线”与青华大学在线教育团队共同开发设计的一款混合式教学工具，在课堂课教学中结合PPT 与微信，创建线上虚拟课堂，创建高效的沟通、互动学习环境，满足学生的个性化学习需求。雨课堂既发挥了传统课堂的直接沟通、情感交流的优势，同时融入了新兴科技，用当前最流行的两个软件作为工具，学生在平时的生活中经常使用到这两款软件，所以采用雨课堂开展混合式教学时不存在软件学习成本。

以上结论和理论分析一致:

1) 即使FSS具有金属表面类似的全反射的特性,其RCS仍然远大于金属表面．以14.5 GHz为例,频选罩的RCS大于金属罩RCS约15 dB．

2) 天线罩地板加入吸波材料后,频选罩的RCS总体性能得到很大改善．以14.5 GHz为例,频选罩的RCS改善约8 dB．

进一步分析FSS频选天线罩(不加吸波材料)内部的截面场情况,如图6所示,发现腔体内部的场存在一些模式并且场值在尖端部位较高．由于电磁波在天线罩内的来回反射而形成驻波场,腔体内聚集了大量的能量,这些能量往天线罩外的出射,对RCS产生了较大的贡献．虽然FSS反射率较高,但是耦合到腔体内的能量也会二次辐射出去,并且相当一部分能量汇集到尖端部分,相比金属罩会有大部分能量沿着来波方向逆向辐射出去,进而产生了较大的RCS．

再进一步在底板上加入吸波材料,仿真发现罩内场值大大减小,从而大大减小了内部场对RCS的贡献,如图7所示．从截面场数据可以看出,腔内的谐振效应和驻波场大大减弱．

图6 FSS天线罩内的截面场情况 Fig.6 Cross section field inside the FSS radome

图7 FSS天线罩内加吸波材料后的截面场情况 Fig.7 Cross section field inside the FSS radome with RAM inside

2 案例分析

根据前面的理论分析和计算,罩体的RCS是一个复杂的问题,腔体如何进行二次辐射,进而影响RCS,必须结合具体的天线罩,进行仿真来解决．本节将介绍一个三维的鸭嘴形FSS天线罩,通过加吸波材料来优化RCS．FSS频选天线罩的结构如图8所示．天线罩尺寸:天线罩底部直径280 mm,高150 mm,金属底板厚5 mm,吸波材料厚5 mm．

(a) 外部结构 (a) External structure

(b) 截面图 (b) Cross section diagram 图8 频选天线罩 Fig.8 Three dimensional structure of the FSS radome

用Eastwave 6.0仿真了正入射时的RCS,结果如图9所示．从图9可见,加吸波材料后的RCS(红色)比未加吸波材料的曲线(蓝色)改善非常明显,尤其是在低中频段,改善达10～20 dB．在12 GHz之下,加吸波材料频选罩的RCS比金属罩还优越,原因是天线罩的顶端比较平,对整个罩的RCS贡献较大,而加吸波材料的天线罩对来波的吸收降低了RCS．

当然,提升天线频选罩的隐身特性,必须是在对天线性能没有影响或影响较小的前提下,在解决雷达整机RCS的问题时,要进行综合考虑,兼顾带内带外特性和天线辐射性能,针对具体问题进行优化设计．

图9 不同情况下频选天线罩的RCS比较 Fig.9 Comparison of simulated RCS performances of the FSS radome under different conditions

3 结 论

FSS隐身罩的RCS比金属罩要大的原因与机理,国内外并未进行深入的理论分析和机理研究,甚至存在一些误解．本文通过理论分析和电磁仿真,分析了FSS和金属表面对RCS影响不同的内在原因,揭示了其内在机理,即频选罩透波在罩内的谐振效应造成的能量积聚和二次出射,增大了频选罩的RCS,而金属表面的完全屏蔽效应不会产生这一现象．对这一问题的深入认识和机理的研究,为改善FSS天线罩以及类似腔体的RCS提供了理论指导和解决问题的思路和方法．在解决雷达整机RCS的问题时,需要综合考虑,必须兼顾带内带外特性和天线辐射性能,针对具体问题进行优化设计．本文只是从理论分析和电磁仿真方面对这一现象进行了探讨,由于单位测试条件和样品获得方面的限制,并未进行实际的工程测试,未来在做频选天线项目的过程中,再进一步进行测试验证．

参考文献

[1] 王秀芝. 小型化频率选择表面研究[D]. 长春:中国科学院长春光学精密机械与物理研究所, 2014.

WANG X Z. Study on minimized-element frequency selective surfaces[D]. Changchun: Changchun Institute of Optics, Fine Mechanics and Physics, China Academy Sciences, 2014. (in Chinese)

[2] 鲁戈舞, 张剑, 杨杰颖. 频率选择表面天线罩研究现状和发展趋势[J]. 物理学报, 2013, 62(19): 9-18.

LU G W, ZHANG J, YANG J Y, et al. Status and development of frequency selective surface radome [J]. Acta physica sinica, 2013, 62(19): 9-18. (in Chinese)

[3] 桑建华. 飞行器隐身技术[M]. 北京:航空工业出版社, 2013:1-196.

[4] 贺媛媛, 周超. 飞行器隐身技术与发展[J].飞行器隐身技术, 2012(1): 84-91.

[5] 孙连春. 频率选择表面技术在导弹电子战中的应用[J]. 电子对抗, 2002(2):46-48.

[6] WAHID M, MORRIS S B. Band pass radomes for reduced RCS[C]// IEE Colloquium on Antenna Radar Cross-section. London, May 7, 1991(4):1-9.

[7] TSAKMAKIDIS K L, SHEN L, SCHULZ S A, et al. Breaking Lorentz reciprocity to overcome the time-bandwidth limit in physics and Engineering [J]. Science, 2017, 356(6344): 1260-1264.