团队博士生方世刚基于李鹏发博士后、张哲晨博士所取得的相控阵天线散射缩减研究成果，对Vivaldi相控阵天线的低散射设计进行了进一步研究探索。方世刚博士针对任意极化电磁波入射的情况，通过间隔排列两种Vivaldi天线单元，并嵌入电阻加载的低剖面吸收阵列，实现对任意极化的法向入射波均具有良好低散射特性的相控阵天线。本论文以“Low-Scattering X-Band Planar Phased Vivaldi Array Antenna”为题，发表在天线领域顶级期刊《IEEE Transactions on Antennas and Propagation》上。

近年来，高性能超宽带相控阵天线的低散射性能在某些平台的隐身设计中起着关键作用，故引起了学术界和工业界的广泛关注。在相控阵天线的低散射设计中，因对带内同极化入射波的散射性能需要与阵面的辐射特性协同设计，故在保证阵面良好辐射性能的前提下，实现带内散射的大幅缩减一直是相控阵天线低散射研究的难点与重点。另一方面，在实际应用中，需要阵面对任意极化入射波都具有优良的低散射特性，但现有报道多是针对交叉极化入射波的散射场展开的研究，往往只能实现单一极化入射波的带内散射缩减。

在李鹏发博士后与张哲晨博士的研究基础上，方世刚博士对Vivaldi天线阵的散射特性做了进一步的深入研究，提出了可同时缩减带内同极化和交叉极化入射波散射的新方法。该方法利用两种Vivaldi单元在E面方向交错排列组阵，实现带内同极化入射波的散射缩减，同时在Vivaldi阵列中嵌入电阻加载的交叉极化吸收阵列，实现带内交叉极化入射波的散射缩减（见图1、图2）。实验表明，利用该方法设计的低散射Vivaldi天线阵样机，在带内同极化和交叉极化波入射时，均具有良好的低散射特性，如图3所示，对同尺寸金属板的RCS缩减大于20dB，对作为参考的传统Vivaldi天线阵RCS缩减最大超过10dB。根据电磁波的合成与分解知识可知，该设计方法实现了对任意极化法向入射波的散射缩减。同时，该样机还保持了优良的辐射性能，如图4所示，在X波段内E/H面±45°扫描时，有源驻波比低于2.5。因此，该工作将有助于推动相控阵天线低散射设计理论的实际工程应用。

图1 低散射Vivaldi天线阵结构排布示意图