电磁场周期结构模式匹配方法的研究

发布时间：2021-12-12 05:54

　　周期结构作为典型的人工电磁材料,在天线、射频电路与电磁散射等领域有着广泛的应用,其中具有代表性的是频率选择表面。分析频率选择表面的基本思想是由满足周期性边界条件的波动方程导出Floquet模式,并利用边界条件构建积分方程。归纳总结模式匹配法和谱域法中的模式分析方法,通过改进使其严格符合各项边界条件,可以分析并计算各种结构频率选择表面的频率响应特性。本文基于模式分析的基本原理,将目标各区域的散射场以矢量Floquet模式展开,利用相应的边界条件和点匹配技术,提出矢量模式匹配方法。将该算法应用于单层频率选择表面的分析中,并与传统矩量法进行比较。计算结果表明,矢量模式匹配法具备良好的计算精度和计算速度,且通过合理划分单元表面的子区域,可以提高分析单元结构复杂的频率选择表面的稳定性。在单层频率选择表面矢量模式匹配法的基础上,根据多层结构与三维结构的特点,通过矩阵方程联立及三维矢量模式匹配,提出适用于多层频率选择表面和三维频率选择结构的矢量模式匹配方法。应用该算法分析两种不同的频率选择结构的频率响应特性,结果表明计算精度较高,且计算多层结构的速度优于仿真软件,验证了该算法的有效性,为今后进一步运... 

【文章来源】：南京邮电大学江苏省

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

常见FSS单元结构

究生学位论文 第二章 频率选介电常数大于空气的介电常数，所以介质层中的波长相下，中心频率便会降低。由于介质层的存在可以支撑 FSS 的设计，所以更适用于实际工程的应用。理与 Floquet 模式的研究最早是在固体物理学中，人们研究波在晶格中的学基础。而在周期性电磁结构的研究中，Floquet 模式作为阵天线的分析。如今，随着软件技术的发展，许多电磁分析频率选择表面的散射特性。接下来将对频率选择表面行阐述。

图 2.3 三角形栅格排列的二维 FSS量 Floquet 模的数学表达式。为了不失一般性，考虑如图以三角形栅格排列，u 和v分别为单元的两个周期方向，间的夹角为 。设入射平面电磁波的传播常数为0k ，球 为入射波方向与z 轴之间的夹角， 为入射波在 xoy 平以上条件，以及斜坐标系与直角坐标系的转换关系，由 模具有如下形式jzmpqjzjmpqpqTpqTpqeeAe Ψ KKr 1, 2, 。 m 1,2分别表示 TM 模和 TE 模。 xTr x ，12K kpkqkTpqT 表示 Floquet 模在 xoy平面内的传

【参考文献】：
期刊论文
[1]采用粒子群算法的频率选择表面优化设计[J]. 张波,薛正辉,任武,李伟明,盛新庆.  电子学报. 2013(03)
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[3]带有多层介质衬底FSS的损耗和带宽特性分析[J]. 侯新宇,万伟,佟明安,万国宾.  微波学报. 1999(04)
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[5]准三维频率选择表面的矢量模式分析[J]. 史为民,章文勋.  东南大学学报. 1990(06)
[6]用谱域法分析含介质衬底的频率选择表面[J]. 李京鸣,章文勋.  微波学报. 1989(04)

博士论文
[1]频率选择表面的小型化设计与优化技术研究[D]. 郑书峰.西安电子科技大学 2012
[2]多层平面周期结构的电磁特性研究[D]. 张建成.西安电子科技大学 2009
[3]异向介质的电磁特性及应用研究[D]. 杨锐.西安电子科技大学 2008
[4]微波光子晶体电磁特性研究[D]. 林宝勤.国防科学技术大学 2006

硕士论文
[1]多目标遗传算法在频率选择表面优化设计中的应用[D]. 王婧婷.电子科技大学 2014



本文编号：3536125