CST 电磁仿真软件在机载雷达设计中的作用与重要性

飞机雷达是机载常见电子设备，具备丰富功能，在飞行过程中发挥十分关键的作用。一方面，雷达能够保障飞机飞行安全，探测周边飞行器的位置与距离，辅助航空器规避碰撞风险。另一方面，飞机雷达可为飞行员提供位置、速度相关信息，辅助完成导航与飞行操控工作。除此之外，雷达还能够探测气象环境与地形信息，帮助飞行员合理处置飞行工况，保障飞行过程平稳可靠。

航空安全始终是大众重点关注的话题，雷达技术是降低航空安全风险的重要技术手段，也是现代航空体系不可或缺的组成部分。依托雷达探测与数据解析能力，飞行员可以精准感知周边飞行环境，有效降低各类飞行隐患。伴随技术迭代升级，未来机载雷达智能化水平将持续提升，环境感知与研判能力进一步加强，为航空飞行安全提供更完善的技术支撑。

不少航空研发工程师会借助 CST 电磁仿真软件开展机载雷达仿真分析，验证雷达工作性能，保障设备稳定可靠运行。下面介绍 CST 电磁仿真软件如何辅助工程师完成机载雷达、电磁波相关仿真模拟工作。

机载雷达相控阵
相控阵广泛应用于机载雷达设备研发，不管是单一天线单元设计，还是包含馈线、天线罩的整套天线阵列系统，CST 工作室套装都可以支撑大、小型各类天线阵列的研发工作。

针对大型阵列，软件内置的相控阵设计向导可以简化阵列开发流程：先仿真单一天线单元，对方向图、阻抗参数开展计算与优化；再自动生成完整天线阵列模型，仿真过程充分计入边缘效应以及单元之间的互耦影响。

软件还可对接 Antenna Magus 阵列综合工具，辅助工程师确定阵列合理布局与激励方案。

飞机雷达罩
CST 支持多种复杂材质雷达罩仿真，可处理包含 FSS 频率选择表面的精细结构。针对电大尺寸雷达罩，可选用时域或者积分方程求解器仿真辐射特性，输出增益损耗、副瓣抬升、指向误差等关键仿真结果。

机载天线布局
当天线单体设计完成之后，可使用 CST‑SAM 技术高效完成机载天线布局分析。依托软件混合求解模块，搭配多种求解器协同仿真，获取高精度的天线方向图畸变、天线单元互耦等结果。

雷达散射截面积 – RCS仿真
飞机 RCS 结果受外形结构、尺寸、材料，以及观测频率、观测角度、极化方式等多重条件影响。RCS 仿真往往面临复杂结构材料、电大尺寸模型、多样化结果输出等难题。CST 提供高频、积分方程、时域多类求解器适配不同 RCS 仿真场景，不仅支持单站、多站 RCS 常规仿真，还可以输出射线追踪、热点分布、RCS 云图、距离像等分析结果。

机载平台搭载大量射频收发设备，多套射频系统共存是研发重点难点，高速数据总线产生的谐波也会落在射频频段范围内。射频干扰会造成设备性能下降，属于需要规避的风险。

除保障民航飞行安全之外，雷达在航空领域还有众多应用场景，可服务于侦察、搜救等任务研发工作。

审核编辑 黄宇