34、智能蒙皮天线电补偿的变形位移重建

智能蒙皮天线电补偿的变形位移重建

1 引言

随着科技的进步，雷达通信、空间导航和卫星导航等领域使用了各种各样的天线结构。对于战斗机而言，更是安装和使用了超过 70 种天线。设备的多功能、高性能和轻量化是追求的目标，也是评估系统质量的重要指标。然而，随着数据传输量的不断增加、质量的持续提高以及传输距离的不断延长，传统天线难以适应各种恶劣环境的挑战和苛刻条件的需求。

近年来，共形承载天线能够满足武器平台的隐身和空气动力学特性要求，但仅考虑了与机翼的共形设计和机械承载问题，在性能适应性方面尚未实现突破。而智能蒙皮天线（SSA）是一种新型的高度集成天线结构，它将射频组件和集成天线阵列的传感器元件嵌入飞机、舰船、航天器和武器平台的蒙皮结构中。它不仅可以作为武器平台的承载结构，还能作为天线收发电磁波，同时具备服务状态感知和性能自适应功能，可广泛应用于新一代战斗机、无人机、预警飞艇等设备。

此前，虽然美国空军等研究机构对智能蒙皮天线投入了大量研究，但在解决因表面结构变形导致的电性能下降问题上，相关控制补偿方法仍存在不足。例如，有的方法未考虑天线在实际环境中的变形情况，有的方法使用的测量设备会影响飞机的隐身和空气动力学性能，且都未介绍如何实现用于电补偿的变形位移重建。

为了维持天线在服役期间的正常收发功能，本文提出了一种嵌入光纤布拉格光栅的新型智能蒙皮天线，并根据少量光纤布拉格光栅测量的应变重建天线的变形位移。通过智能蒙皮天线结构变形实验系统验证了变形位移重建方法的有效性，为研究智能蒙皮天线电补偿系统奠定了基础。

2 智能蒙皮天线原理

智能蒙皮天线是一种多层夹心结构，其中嵌入了用于辐射电磁波的微带天线。其结构由上保护层、传感层、射频