新型频率选择表面的设计与应用

发布时间：2017-03-29 16:29

  本文关键词：新型频率选择表面的设计与应用，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：FSS(Frequency Selective Surface)即频率选择表面,它是由金属贴片或金属孔径形成的周期阵列,对特定频率的电磁波呈现全反射特性或全透射特性,是一种无源的空间滤波器。自上世纪60年代后,FSS逐渐成为电磁场与微波技术领域的研究热点。由于它有很好的空间滤波特性,且具有低剖面利于共形等特点,常应用于雷达天线罩,反射面天线副反射器,太阳能吸收表面,波极化器等方面。本文着眼于FSS在实际中的应用和FSS性能的改进,做了以下具体的工作和研究：1.介绍了FSS的研究背景和研究意义。详细分析了其工作原理,特性参数和栅瓣的产生。列举了三种用于分析FSS作用机理的理论方法。2.本文设计了一种新型的带阻FSS单元。并探讨了各种类型FSS单元对于不同极化波呈现的特性。对于极化稳定性不理想的新型带阻FSS,改进了其排布方式。仿真结果显示,调整排布方式后的新型带阻FSS,极化稳定性得到了增强。然后将其置于传统微带天线上方,适当调整天线与FSS覆层的距离,用来增加天线的增益。通过HFSS软件仿真,结果显示加载FSS覆层后的天线的带宽不变,方向性得到了加强,垂直方向上增益提高了8.01dB。参照设计加工了微带天线和双层FSS的实物。经测量后,实测结果与仿真数据相比有小量差异,说明设计的正确性。3.对设计的带阻型FSS单元做了改动,使其满足小型化应用领域。通过改变其结构参数,并利用耦合机理设计了互补式双层结构。仿真结果显示,在单元周期大小不变的前提下,新型FSS单元相比传统Y形单元谐振频率降低了8.6GHz,达到了小型化的目的。将其应用于印刷振子天线的反射板,通过软件仿真,测得这种应用方式可以有效的减小天线带外的雷达散射截面(RCS)。
【关键词】：FSS 高增益 极化稳定性 小型化 RCS缩减
【学位授予单位】：安徽大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN820;O441.4
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第一章 绪论8-12
• 1.1 研究背景及意义8-9
• 1.1.1 研究背景8
• 1.1.2 研究意义8-9
• 1.2 国内外研究现状9-11
• 1.3 本文主要工作和内容安排11-12
• 第二章 FSS的基本理论12-29
• 2.1 FSS的工作原理12-13
• 2.2 FSS特性参数13-17
• 2.2.1 单元结构和尺寸13-15
• 2.2.2 单元排布方式15-16
• 2.2.3 介质层的加载16
• 2.2.4 入射角度与入射极化方式16-17
• 2.3 栅瓣的产生17-19
• 2.4 FSS理论分析方法19-29
• 2.4.1 模式匹配法20-24
• 2.4.2 谱域法24-28
• 2.4.3 等效电路法28-29
• 第三章 新型带阻型FSS的设计及应用29-47
• 3.1 新型带阻FSS的设计29-37
• 3.1.1 双层FSS与单层FSS的比较29-30
• 3.1.2 新型双层FSS的设计和优化30-33
• 3.1.3 新型FSS结构极化稳定性的改进33-37
• 3.2 新型带阻FSS对改善天线增益的应用37-47
• 3.2.1 微带天线简介37-40
• 3.2.2 幅相加权理论40-41
• 3.2.3 仿真与实测结果41-47
• 第四章 小型化FSS的设计与应用47-61
• 4.1 小型化FSS设计47-52
• 4.2 小型化FSS在RCS缩减中的应用52-61
• 4.2.1 RCS简介52-54
• 4.2.2 利用FSS反射板缩减RCS54-61
• 第五章 总结与展望61-63
• 参考文献63-67
• 致谢67-68
• 攻读硕士学位期间研究成果68

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