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电阻加载的像素化频率选择表面的优化设计

发布时间:2019-02-21 12:35
【摘要】:频率选择表面(Frequency Selective Surface,简称FSS)结构型吸波材料在雷达波隐身和抗电磁干扰等领域有着重要的应用价值,其单元图案设计是获得优异吸波性能的关键因素。本论文研究了电阻加载的像素化频率选择表面(Resistors-loaded Pixelated FSS,简称RPFSS)的设计方案,并建立了基于分布估计算法的优化框架,最后制备出了能够满足吸波性能设计指标的RPFSS结构型吸波材料。首先,讨论了RPFSS的设计方案。先研究了RPFSS结构型吸波材料的基本结构。然后通过分析电阻加载的特点和像素化方法涉及的影响因素,设计了RPFSS的混合编码方式。此外,还讨论了RPFSS的仿真模型,其中包括金属像素点的模型和电阻像素点的模型。然后,建立了基于EDA的优化框架。考虑到RPFSS设计中金属像素点和电阻像素点的变量依赖关系,选取分布估计算法为优化算法,并讨论了具体的实现流程。通过函数测试,确定算法关键参数的取值,并进一步添加数据库来提高优化效率。最后,结合上述设计方案和优化框架,实现了RPFSS结构型吸波材料。通过改进针对6-14 GHz频率段的RPFSS设计,设计优化得到了针对2-6 GHz频率段RPFSS结构型吸波材料。制备出了该设计样品,并对其进行了测量。测量结果表明其达到了在-6 dB以下的宽吸收频率带(3.13-6.42 GHz)。RPFSS的优化进程和优化结果,证明了基于EDA的优化框架的高效性。同时,RPFSS的吸波机理分析和制备样品的实测结果,验证了RPFSS设计方案的可行性。
[Abstract]:Frequency-selective surface (Frequency Selective Surface, (FSS) structural absorbing materials have important application value in radar wave stealth and electromagnetic interference. The design of unit pattern is the key factor to obtain excellent absorbing performance. In this paper, the design scheme of the resistor loaded Pixel Frequency selective Surface (Resistors-loaded Pixelated FSS,) is studied, and the optimization framework based on the distributed estimation algorithm is established. Finally, RPFSS structural absorbing materials which can meet the design index of absorbing properties are prepared. Firstly, the design scheme of RPFSS is discussed. The basic structure of RPFSS structure absorbing material is studied. Then, by analyzing the characteristics of resistor loading and the influence factors of the pixel method, the hybrid coding method of RPFSS is designed. In addition, the simulation model of RPFSS, including metal pixel model and resistive pixel model, is also discussed. Then, the optimization framework based on EDA is established. Considering the variable dependence of metal pixel and resistance pixel in RPFSS design, the distribution estimation algorithm is selected as the optimization algorithm, and the implementation flow is discussed. Through the function test, the key parameters of the algorithm are determined, and the database is added to improve the optimization efficiency. Finally, combined with the above design scheme and optimization framework, the RPFSS structure absorbing material is realized. By improving the RPFSS design for 6-14 GHz frequency range, the structure absorbing material for 2-6 GHz frequency band RPFSS is optimized. The design sample was prepared and measured. The measurement results show that the optimization process and results of the wide absorption frequency band (3.13-6.42 GHz). RPFSS) below -6 dB are achieved, and the efficiency of the optimization framework based on EDA is proved. At the same time, the analysis of the absorbing mechanism of RPFSS and the measured results of the prepared samples verify the feasibility of the design of RPFSS.
【学位授予单位】:华中科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TB34

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本文编号:2427503

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