區(qū)別于傳統(tǒng)相控陣天線設(shè)計(jì)技術(shù)，本文探討了智能蒙皮天線新技術(shù)。給出了智能蒙皮天線的內(nèi)涵，提出了智能蒙皮天線的體系構(gòu)架。從未來(lái)新一代戰(zhàn)機(jī)的軍事需求和戰(zhàn)術(shù)性能入手，詳細(xì)地分析了智能蒙皮天線的封裝功能層、射頻功能層、以及控制與信號(hào)處理功能層的實(shí)現(xiàn)方式。針對(duì)新一代機(jī)載平臺(tái)的應(yīng)用需求，深入地研究了智能蒙皮天線的關(guān)鍵技術(shù)和實(shí)現(xiàn)方法。

　　傳統(tǒng)天線的設(shè)計(jì)方式很難再適應(yīng)新一代飛機(jī)作戰(zhàn)模式和功能的需求。最近幾年興起的共形承載天線（CLAS）能很好地解決機(jī)載平臺(tái)氣動(dòng)/隱身的問(wèn)題［1］。然而，這種CLAS 僅僅考慮了與飛機(jī)蒙皮的共形設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)力學(xué)的問(wèn)題，在性能方面沒(méi)有實(shí)現(xiàn)天線的智能化。自二十世紀(jì)八十年代美國(guó)空軍提出智能蒙皮這項(xiàng)具有創(chuàng)新意識(shí)的新技術(shù)構(gòu)想之后，美國(guó)空軍、海軍等科研機(jī)構(gòu)都投入大量人力和物力進(jìn)行可行性預(yù)研。在此基礎(chǔ)上，Baratault 和Josefsson 等人提出了未來(lái)智能蒙皮天線的設(shè)想［2-3］，在繼承相控陣天線技術(shù)的基礎(chǔ)上，通過(guò)設(shè)備后端的控制與信號(hào)處理單元來(lái)實(shí)現(xiàn)天線波束的自適應(yīng)，然后這種方式實(shí)現(xiàn)天線的智能化是有限的。本文提出了一個(gè)新的設(shè)計(jì)方法：天線的自適應(yīng)不僅可以依靠設(shè)備后端的控制與信號(hào)處理單元來(lái)完成，而且可以在射頻功能層實(shí)現(xiàn)輻射/散射特性可重構(gòu)，即在射頻功能層增加一維自由度。與傳統(tǒng)天線不一樣的是它不僅能實(shí)現(xiàn)設(shè)備和天線結(jié)構(gòu)的高度融合，而且能實(shí)現(xiàn)射頻功能層的電磁特性動(dòng)態(tài)調(diào)控，突破了相控陣天線僅僅依靠后端的控制與信號(hào)處理單元來(lái)實(shí)現(xiàn)天線波束自適應(yīng)。本文從新一代戰(zhàn)機(jī)的軍事需求和戰(zhàn)術(shù)性能入手，詳細(xì)地論證了智能蒙皮天線的體系構(gòu)架，分析了智能蒙皮天線的封裝功能層、射頻功能層、以及控制與信號(hào)處理功能層的構(gòu)建方式，研究了智能蒙皮天線的關(guān)鍵技術(shù)和實(shí)現(xiàn)方法，為后期進(jìn)一步研究智能蒙皮天線奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。

　　1、智能蒙皮天線體系構(gòu)架

　　智能蒙皮是指在航天器、軍艦或者潛艇的外殼中嵌入智能結(jié)構(gòu)，其中包含天線、微處理控制系統(tǒng)和驅(qū)動(dòng)元件，可用于監(jiān)視、預(yù)警、隱身、通信、火控等。目前的研究方向主要是在航天器上的應(yīng)用。智能蒙皮天線的兩個(gè)特征是“蒙皮”和“智能”。“蒙皮”突出天線的共形和承載功能。“智能”突出天線的自適應(yīng)性，能夠根據(jù)外界的電磁環(huán)境產(chǎn)生所需要的輻射/散射特性。智能蒙皮天線要實(shí)現(xiàn)這些功能，就必須采用與載體表面共形的多層復(fù)合介電材料，在復(fù)合材料的預(yù)裝階段，在各層之間嵌入大量形狀各異或周期性放置的金屬貼片、傳感器、微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）、TR 電路、饋電網(wǎng)絡(luò)、傳動(dòng)裝置、以及冷卻通道等，形成結(jié)構(gòu)復(fù)雜的多層共形陣列結(jié)構(gòu)。根據(jù)智能蒙皮天線的功能組成方式，可把智能蒙皮天線劃分為封裝功能層、射頻功能層、控制與信號(hào)處理功能層，如圖1 所示。