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基于频率选择表面单元结构的超材料吸波体的设计

发布时间:2018-12-23 10:33
【摘要】:本文分析总结了基于频率选择表面的单波段及双波段结构单元的吸波结构,在此基础上设计出了单层宽频带超材料吸波结构。通过三维电磁仿真软件CST对其进行建模仿真,结果表明相较于基于经典FSS结构单元的超材料吸波结构其-5d B带宽能扩展到100%以上同时介质层的厚度远小于工作波长的四分之一。同时根据等效电路理论对结果进行了验证。本文的主要内容是:(1)阐述了经典的Salisbury屏、Jaumann屏、频率选择表面、超材料吸波体的基本概念和理论,以及它们的一些基本特性。(2)设计了基于频率选择表面超材料吸波体的基本单元结构,同时讨论了结构的尺寸、介质层、入射波的极化方式、入射波的入射角度、电路屏的材料等因素对吸收效率的影响。(3)设计出基于频率选择表面组合结构的双频点超材料吸波结构,组合结构的两个对应主谐振点分别为1.5THz和3THz。同时探讨了结构的尺寸及间距对吸收系数的影响,结果表明组合结构具有吸收效率高、角度和极化稳定性好。(4)提出了基于FSS太赫兹波段单层宽频带吸波结构,相较于传统结构其-5d B带宽可提高100%以上,而结构的厚度能降低一半。在矩形贴片的基础上,通过开槽处理得到E形结构。相比于矩形贴片吸收带宽有显著提高。
[Abstract]:In this paper, the absorbing structures of single-band and dual-band structure elements based on frequency-selective surface are analyzed and summarized, and a single-layer broadband supermaterial absorbing structure is designed. The 3D electromagnetic simulation software CST is used to model and simulate it. The results show that compared with the metamaterial absorbing structure based on classical FSS structure, the -5dB bandwidth can be extended to more than 100% and the thickness of the dielectric layer is much less than 1/4 of the operating wavelength. At the same time, the results are verified according to the equivalent circuit theory. The main contents of this paper are as follows: (1) the basic concepts and theories of classical Salisbury screen, Jaumann screen, frequency selective surface, metamaterial absorber are expounded. And some of their basic characteristics. (2) the basic element structure based on the frequency selective surface supermaterial absorber is designed, and the size of the structure, the dielectric layer, the polarization mode of the incident wave, the incident angle of the incident wave are discussed. The influence of material of circuit screen on absorption efficiency. (3) double frequency point supermaterial absorbing structure based on frequency selective surface composite structure is designed. The two corresponding main resonance points of the combined structure are 1.5THz and 3THZ respectively. At the same time, the influence of the size and spacing of the structure on the absorption coefficient is discussed. The results show that the combined structure has high absorption efficiency, good angle and polarization stability. (4) the single-layer broadband absorbing structure based on FSS terahertz band is proposed. Compared with the traditional structure, the bandwidth of -5 dB can be increased by more than 100%, and the thickness of the structure can be reduced by half. Based on the rectangular patch, the E-shaped structure is obtained by slotted processing. Compared with rectangular patch, the absorption bandwidth is significantly improved.
【学位授予单位】:南京邮电大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TB39

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本文编号:2389862

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