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內容簡介

全書介紹瞭雷達天綫罩電性能設計、仿真和優化方麵涉及的知識、理論、內容和方法；重點論述瞭傳統罩壁結構電性能挖掘的抓手——變厚度設計技術，介紹瞭窄帶半波壁雷達天綫罩軸嚮變厚度設計、寬帶夾層結構雷達天綫罩雙嚮變厚度設計技術及應用；重點論述瞭寬帶和隱身雷達天綫罩設計的抓手——頻率選擇錶麵（FSS）、小型化單元頻率選擇錶麵（MEFSS）及電抗加載等罩壁結構的構建、設計與優化方法，描述瞭帶有金屬含物罩壁結構的基本機製、設計與仿真技術；還介紹瞭雙頻、超寬帶、梯度等功能結構的電性能特性與設計分析方法；兼顧未來技術發展，對共形陣電磁智能濛皮和超材料天綫罩進行瞭概念與要素論述以及設計與性能探討。

作者簡介

劉曉春，男，1962年4月齣生，漢族，教授，自然科學研究員。1984年南京航空航天大學畢業獲學士學位。南京航空航天大學在職博士。現任中國航空工業集團公司濟南特種結構研究所副總工程師，南京航空航天大學兼職教授。
他長期從事機載、彈載雷達天綫罩技術研究工作，經曆數十個型號工程雷達罩研製和預研項目/課題研究並取得突齣成就，是中航工業特種材料首席專傢。在雷達罩總體設計、電性能設計與仿真、變厚度設計、寬帶電抗加載結構、頻率選擇錶麵與隱身設計以及超材料等方麵開展瞭大量研究工作，榮獲多項國傢和省部級科技成果奬。2007年獲國務院政府特殊津貼。

目錄

第1章導論
1.1雷達天綫罩基本概念
1.1.1天綫罩的功能與用途
1.1.2天綫罩的分類
1.2天綫罩發展曆程
1.2.1天綫罩的曆史沿革
1.2.2天綫罩技術發展曆程
1.3天綫罩電性能要求與設計的基本內容
1.3.1天綫罩電性能指標定義及其影響因素
1.3.2天綫罩電性能計算分析與設計的基本內容
第2章天綫罩電性能仿真計算方法
2.1麥剋斯韋方程組
2.2幾何光學法
2.2.1幾何光學法的基本理論
2.2.2射綫跟蹤法計算分析天綫罩電性能
2.2.3射綫跟蹤法的局限性
2.3物理光學法
2.3.1平麵波譜-錶麵積分法計算分析天綫罩電性能
2.3.2口徑積分-錶麵積分法計算分析天綫罩電性能
2.4矩量法
2.4.1矩量法基本原理
2.4.2積分方程
2.4.3積分方程的矩量法求解
2.4.4多層快速多極子技術
2.5有限元法
2.5.1有限元基本原理
2.5.2矢量有限元法
2.6時域有限差分法
2.6.1Yee格式時域有限差分方程
2.6.2邊界條件
2.6.3時域有限差分方程的迭代求解過程
2.6.4穩定性條件與數值色散
第3章天綫罩電性能設計
3.1概述
3.1.1天綫帶罩後引入的問題
3.1.2天綫罩電性能基本要求
3.2介質罩壁結構的參數方程
3.2.1多層介質平麵結構上電磁波的反射和透射
3.2.2天綫罩壁結構形式及其參數方程
3.3天綫罩電性能的計算分析
3.3.1理論與基本公式
3.3.2罩尖部和楞邊處的分析建模
3.4天綫罩電性能參數錶徵及計算
3.4.1天綫近場穿過罩壁的傳輸
3.4.2遠場方嚮圖的計算
3.4.3傳輸係數
3.4.4天綫罩引入的天綫方嚮圖畸變
3.4.5瞄準誤差和瞄準誤差變化率
3.5飛機天綫罩幾何外形模型與交點的計算判定
3.5.1飛機天綫罩的幾何外形模型
3.5.2天綫罩外錶麵麯麵方程的擬閤
3.5.3天綫罩內錶麵方程的建立
3.5.4天綫罩錶麵法綫方嚮數的確定
3.5.5天綫射綫與罩錶麵交點的求解
3.5.6罩內錶麵上的點是否處於天綫前半空間的判彆
3.5.7罩內錶麵上的點位於明區或暗區的判定
3.6天綫罩電性能設計
3.6.1電性能設計準則
3.6.2電性能設計的主要技術措施
3.6.3電性能優化設計
第4章優化設計基本理論與方法
4.1優化設計的基本概念
4.1.1優化設計的含義
4.1.2優化技術的發展與作用
4.1.3優化的基本方法和流程
4.1.4優化設計問題的要素
4.1.5最優化問題的數學模型
4.2數值迭代法
4.2.1一維探索（綫性探索）方法
4.2.2多目標最優化方法
4.3遺傳算法
4.3.1概述
4.3.2遺傳算法研究進展
4.3.3標準遺傳算法
4.3.4自適應遺傳算法
4.4粒子群算法
4.4.1概述
4.4.2粒子群優化算法研究進展
4.4.3基本粒子群優化算法
4.4.4標準粒子群優化算法
4.4.5粒子群優化算法參數分析
4.4.6改進的PSO算法
4.5免疫剋隆算法
4.5.1概述
4.5.2剋隆選擇原理與應用
4.5.3免疫剋隆算法
4.6混閤優化算法
4.6.1混閤優化算法簡介
4.6.2天綫罩電性能遺傳/模擬退火混閤算法
第5章窄帶雷達罩變厚度設計
5.1概述
5.2等厚度設計方法
5.3變厚度設計方法
5.3.1設計重點分析
5.3.2壁厚分布的初步設計
5.3.3壁厚分布優化設計
5.4雷達罩電性能的仿真計算
5.5設計示例
5.5.1設計條件
5.5.2等厚度設計及其仿真結果
5.5.3變厚度設計及其仿真結果
5.5.4等厚度設計與變厚度設計的性能比較與分析
第6章寬帶雷達罩變厚度設計
6.1概述
6.2常規壁結構的帶寬特性
6.2.1薄壁的帶寬特性
6.2.2A型夾層結構的帶寬特性
6.2.3C型夾層結構的帶寬特性
6.3夾層結構的等厚度設計方法
6.4夾層結構的變厚度設計方法
6.4.1綜閤設計準則的建立
6.4.2夾層結構的雙嚮變厚度設計方法
6.5設計示例與性能比較
6.5.1入射角計算與基本參數設計
6.5.2C型夾層結構雷達罩的等厚度設計
6.5.3C型夾層結構雷達罩的軸嚮變厚度設計
6.5.4C型夾層結構雷達罩的雙嚮變厚度設計
6.5.5不同厚度分布設計性能的比較與小結
第7章頻率選擇錶麵天綫罩設計
7.1概述
7.1.1頻率選擇錶麵簡介
7.1.2頻率選擇錶麵的濾波機理
7.1.3頻率選擇錶麵的分類及基本單元類型
7.1.4頻率選擇錶麵機載天綫罩應用
7.2頻率選擇錶麵設計分析方法
7.2.1近似分析方法
7.2.2全波分析法
7.2.3智能優化算法
7.3單層FSS的設計
7.3.1等效電路模型的建立
7.3.2等效電路模型的參數分析
7.4多層FSS級聯結構的設計
7.5FSS的介質加載設計
7.6寬帶FSS天綫罩設計
7.6.1寬帶FSS設計要素
7.6.2大入射角範圍諧振頻率的穩定性設計
7.6.3兩種極化條件下的寬帶及其穩定性設計
7.6.4FSS結構的柵瓣控製
7.6.5寬帶多層FSS結構構型設計
7.6.6寬帶FSS設計示例
7.7頻率選擇錶麵天綫罩的RCS計算分析
7.7.1RCS基本概念
7.7.2FSS天綫罩的隱身效能
7.7.3FSS天綫罩的RCS仿真
第8章小型化單元頻率選擇錶麵天綫罩設計
8.1小型化單元頻率選擇錶麵概述
8.2小型化單元頻率選擇錶麵的濾波機理
8.3小型化單元頻率選擇錶麵的設計實現方式
8.3.1彎摺型MEFSS單元設計
8.3.2集總元件加載型MEFSS單元設計
8.3.3內稟電容電感型MEFSS單元設計
8.4小型化單元頻率選擇錶麵的優化設計
8.5小型化單元頻率選擇錶麵天綫罩設計示例
8.6本章小結
第9章電抗加載天綫罩設計
9.1概述
9.2電抗加載結構的電性能分析
9.2.1二維有限元法分析
9.2.2傳輸矩陣法分析
9.3電抗加載結構的遺傳算法（GA）優化
9.3.1電抗加載結構天綫罩等效平闆GA優化算法基本組成
9.3.2電抗加載實心半波壁的GA優化
9.3.3電抗加載A型夾層結構的GA優化
9.3.4電抗加載C型夾層結構的GA優化
9.3.5設計優化結果中金屬絲直徑大小的影響
9.4設計仿真示例
9.4.1示例天綫罩概況
9.4.2電抗加載壁結構構型
9.4.3罩體材料及其介電性能
9.4.4設計準則
9.4.5等效平闆設計與性能計算
9.4.6天綫罩仿真與測試性能
第10章雙頻段天綫罩設計
10.1概述
10.2無截止頻段的雙頻天綫罩設計
10.2.1雙通帶的分立設計
10.2.2雙通帶的寬帶覆蓋設計
10.3有截止頻段的雙頻天綫罩設計
10.3.1雙頻點諧振的設計方法
10.3.2雙寬頻FSS的設計方法
10.3.3說明與小結
第11章超寬帶電子戰天綫罩設計
11.1概述
11.2超寬帶天綫罩常規介質結構的設計
11.2.1超寬帶天綫罩電性能設計的基本方法
11.2.2典型壁結構的超寬帶設計與電性能分析
11.3超寬帶天綫罩功能梯度結構的設計
11.3.1功能梯度結構的基本構型
11.3.2功能梯度結構設計
11.4設計仿真示例
11.4.1示例天綫罩概況
11.4.2等效平闆設計
11.4.3天綫罩電性能仿真
第12章共形陣電磁智能濛皮設計探討
12.1概述
12.1.1智能濛皮的概念及內涵
12.1.2電磁智能濛皮的發展概況
12.1.3電磁智能濛皮的主要研究方嚮
12.2電磁智能濛皮共形天綫
12.2.1戰機智能濛皮中的共形天綫係統
12.2.2電磁智能濛皮關鍵技術
12.3機載共形天綫罩設計的基本要素
12.3.1共形天綫罩對輻射特性的影響
12.3.2共形天綫罩設計基礎
12.4基於有源FSS的共形天綫/天綫罩可重構設計
12.4.1通帶可調有源FSS
12.4.2吸波結構的有源FSS設計
12.4.3基於有源FSS的可重構天綫/天綫罩係統
12.4.4雙極化兼容設計
第13章超材料天綫罩設計探討
13.1超材料簡介
13.1.1超材料的基本概念
13.1.2超材料的起源與發展簡況
13.1.3影響超材料電磁特性的基本要素
13.1.4超材料研究和在天綫罩方麵的設計應用方嚮
13.2超材料電磁參數反演
13.2.1反演問題
13.2.2電磁參數反演算法
13.2.3反演相位模糊性問題的處理
13.2.4反演厚度諧振問題的處理
13.2.5超材料電磁參數測量方法
13.3基於典型雙負雙正組閤的罩壁結構性能分析
13.3.1基本分析
13.3.2雙正雙負材料及其組閤結構的傳輸特性與機理分析
13.3.3結論
13.4基於等效介質理論的超材料頻率選擇天綫罩設計
13.4.1超材料與頻率選擇錶麵的區彆
13.4.2超材料頻率選擇性能設計原理
13.5超材料及其天綫罩設計優化方法
13.5.1HFSS-Matlab-Api腳本介紹
13.5.2基於遺傳算法與HFSS的超材料天綫罩優化
參考文獻


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