图 1.1  一架现代飞机上的至少20-30种天线的分布

天线及其阵列作为工作环境与雷达间的转换工具，其技术也获得了长足的发展。而且在现代作战飞机上，由于需要安装的用于通信、雷达、导航和电子战的天线数目很多[2]（如图1.1所示），但是飞机机身上面可以用于安装大型、高增益天线的位置很少，各种天线会对飞机飞行产生额外的气动阻力,而且每个天线之间可能也会在安装位置上等方面产生冲突,如产生电磁兼容和天线遮挡等一系列问题，基于此问题，共形天线阵[3]应运而生。据美国电气和电子工程师学会的定义,共形天线是指同某一表面共形的天线或阵列,而该表面的外形不是由电磁因素、而是由诸于空气动力或者水力等其它因素确定的。从这种意义上看，共形天线并不是一种新的天线形式，而是由多个独立天线单元分布在平滑弯曲的物体表面或集成在物体之中组成的。天线与载体共形是完全合适的，还解决了平面阵列天线的一些缺点和不足的地方。天线与载体共形不仅增加了载体可以安装天线的位置和面积、减小了由于天线突出于载体产生的气动阻力，而且还具有一些其它的特点和优势。共形阵列天线具有角度覆盖和频率带宽比平面阵列要宽，载体上的雷达散射截面积也比平面阵列小等等优点。（见表1.1）文献综述

表 1.1平面阵列和共形阵列天线的比较[4]

平面阵列 共形阵列

技术 成熟 没有完全确定

分析工具 有 正在研究

波束控制 相位，幅度固定 相位与幅度（更复杂）

           极化 可以使用单极化（双极化更理想） 需要进行极化控制（特别是二重弯曲时）

增益 随扫描的增加而降低 根据形状可以控制

频率带宽 通常是20% 可能比平面阵列的宽

RCS 大 比平面阵列小

角度覆盖 大概限于±60° 非常宽，半球

安装 平面安装 同结构融为一体源:自~吹冰·论`文'网·www.chuibin.com/

天线罩 像差效应 无常规天线罩，没有视觉误差

电子封装 多层 如果去面较大，大小会受限

综合而言，正是由于对共形天线的发展需要，推动了多个国家展开了对共形天线的研究，可以说共形天线技术是当前天线技术中最重要和最有前景的发展方向之一。

1．2  共形阵列天线的发展历程

     圆环阵研究是共形阵的基础和突破口，关于共形天线的起源可以追溯到20世纪30年代，当时一个名叫Chireix的人使用多个偶极子单元组成了一个圆形天线阵列并对它进行了分析和研究。到20世纪50年代，一些出版物开始发表关于圆形阵列的文章，圆形阵列最吸引人的地方在于它的转动的对称性。只要控制好相位分布，就能产生某个方向的波束，能实现360 的扫描覆盖。1955年Tillman提出了地面对圆环阵影响的研究报告，1960年底，美国海军航空司令部开始研究嵌装在飞机或导弹蒙皮上的实用共形阵天线。1965年，James 等将Bessel调和级数用于圆环阵的旁瓣控制和波瓣综合。二战后，一座实验用的Wullenweber阵列在美国的伊利诺斯州大学建成，它有120个辐射单元，直径大约300米。