柔性宽频可调谐微波吸波体设计与实现

发布时间：2017-09-22 08:24

  本文关键词：柔性宽频可调谐微波吸波体设计与实现

  更多相关文章： 有源频率选择表面 柔性基底 宽频可调 吸波机理 极化稳定性

【摘要】：针对传统吸波材料和Salisbury屏吸波结构体密度和厚度大,电磁吸收性能固定,不适应实际动态变换的电磁环境的缺陷。本文研究使用频率选择表面(FSS)结构取代Salisbury屏中的阻抗层,当FSS中加入有源器件如PIN二极管时称为有源频率选择表面(AFSS),探讨吸波性能宽频动态可调技术。本文重点研究柔性基底可调谐吸波结构的微波反射率、可调性、极化稳定性等性能。主要研究结果如下:采用覆膜、曝光、显影、刻蚀、脱膜等工序的柔性FSS制备工艺制备吸波样板。样板可大限度折叠,实际应用时可贴附于弯曲表面。研究对可调AFSS吸波结构优化改进,HFSS仿真结果和实验结果表明,在半圆AFSS图案中加载PIN二极管器件可使结构的吸波性能在2-18 GHz频段动态调节,其中等效阻值、AFSS图案大小、AFSS单元间距、介质层厚度、衬底介电常数都会影响结构吸收特性。对比串联加载和并联加载PIN二极管的可调吸波结构,并联情形可调频带更宽,该结构可以在2.65-18 GHz频段实现-6 dB吸收效果,2.86-14.2 GHz频段实现-10 dB强吸收效果。结合等效传输线理论分析表明PIN等效电阻的改变影响整个结构的阻抗匹配性,使结构吸波性能动态调节。进一步研究结构谐振频点的阻抗、电场、表面电流分布和体损耗密度可知,在谐振点处吸波体与自由空间阻抗共轭匹配,能量损耗的形式为电路谐振损耗、欧姆损耗、回波干涉损耗等。为解决宽频可调谐吸波体极化稳定性问题,从方环系列演变图案总结规律对可调谐吸波结构的极化稳定性设计提出双层旋转的改进措施。经改进后的设计方案,AFSS和PIN二极管中电流分布的具备旋转对称性,结构在2-18 GHz频段实现对水平和垂直入射波较好的极化稳定性。
【关键词】：有源频率选择表面 柔性基底 宽频可调 吸波机理 极化稳定性
【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】：TM25
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 绪论8-22
• 1.1 研究背景与意义8-9
• 1.2 频率选择表面简介9-11
• 1.3 国内外研究概况11-16
• 1.4 FSS设计理论与方法16-20
• 1.5 论文的主要研究内容20-22
• 2 柔性频率选择表面制备工艺与建模方法22-31
• 2.1 柔性基底制备工艺简介22-24
• 2.2 柔性基底优势分析24-25
• 2.3 软件仿真建模25-28
• 2.4 反射率测量方法28-29
• 2.5 本章小结29-31
• 3 柔性有源频率选择表面可调谐吸波结构31-48
• 3.1 PIN二极管模型31-32
• 3.2 串联馈电PIN二极管的柔性宽屏可调谐吸波体32-39
• 3.3 并联馈电PIN二极管的柔性宽屏可调谐吸波体39-42
• 3.4 吸波机理分析42-46
• 3.5 本章小结46-48
• 4 频率选择表面吸波结构极化稳定性分析设计48-57
• 4.1 影响FSS吸波结构极化稳定性因素分析48-53
• 4.2 可调谐吸波结构极化稳定性改进技术53-55
• 4.3 本章小结55-57
• 5 结论与展望57-59
• 5.1 全文总结57-58
• 5.2 研究展望58-59
• 致谢59-60
• 参考文献60-66
• 附录1 攻读硕士学位期间研究学术论文与奖励66

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本文编号：899765