本文關(guān)鍵詞： 頻率選擇表面 開口環(huán)諧振器 雙頻帶 多頻帶 超材料　出處：《華東交通大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：現(xiàn)代信息技術(shù)和無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)如今已經(jīng)步入快速發(fā)展的時(shí)代，出現(xiàn)了諸如4G通信（LTE）、無(wú)線應(yīng)用通訊協(xié)議（WAP）、室內(nèi)無(wú)線局域網(wǎng)（WLAN）、藍(lán)牙系統(tǒng)（Blueteeth）、全球互通微波存�。╓iMax）以及全球定位系統(tǒng)（GPS）等，這些發(fā)展大大提高了人們生產(chǎn)能力以及生活水平的大幅提升，因此也越來(lái)越受到人們的青睞。頻率選擇表面（FSS）在軍事和民用領(lǐng)域都有著十分廣泛的應(yīng)用，因此其多頻特性研究也廣受關(guān)注。同時(shí)，為了提升通信質(zhì)量，提高抗相鄰信號(hào)的干擾能力，高選擇性的FSS同樣也越來(lái)越重要。本論文以作者在碩士階段學(xué)習(xí)時(shí)所承擔(dān)的課題工作為基礎(chǔ)，對(duì)頻率選擇表面的多頻帶特性進(jìn)行了系統(tǒng)地研究，對(duì)基于開口環(huán)諧振器（SRR）多頻帶頻率選擇表面設(shè)計(jì)與應(yīng)用做了進(jìn)一步地探索。本文的主要研究?jī)?nèi)容如下： （1）在總結(jié)前人關(guān)于FSS多頻帶特性產(chǎn)生機(jī)理的研究基礎(chǔ)之上，首先提出了一款基于多個(gè)不同尺寸SRR諧振單元組合形成的多頻帶FSS，并將其應(yīng)用于無(wú)源射頻身份識(shí)別（RFID）中。通過(guò)電磁仿真軟件HFSS13.0研究每個(gè)SRR對(duì)應(yīng)的諧振頻帶，確立了一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，并且通過(guò)仿真得以驗(yàn)證。另外，對(duì)FSS的入射角以及極化穩(wěn)定性也進(jìn)行了研究說(shuō)明。結(jié)果表明，該FSS能夠充分滿足大入射角以及不同TE模、TM模入射下頻率響應(yīng)穩(wěn)定性的要求。為無(wú)源RFID設(shè)計(jì)和應(yīng)用提供一個(gè)新方向。 （2）采用非均勻開口環(huán)諧振器（SRR）單元結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)了一款多頻帶太赫茲FSS。在傳統(tǒng)的SRR基礎(chǔ)上，將結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，提出了一種通帶中心頻率單獨(dú)可調(diào)的改進(jìn)型SRR諧振單元。綜合考慮反射系數(shù)、透射系數(shù)、中心頻率和帶寬等參數(shù)分析，通過(guò)建立等效電路模型和仿真優(yōu)化，設(shè)計(jì)了中心頻率為0.46THz、0.86THz、1.03THz可應(yīng)用于射電天文的三通帶太赫茲FSS。該FSS的3dB通帶范圍為0.34-0.57THz、0.78-0.90THz、1.00-1.10THz，相對(duì)帶寬分別為50%、14%、9.7%，通帶內(nèi)反射系數(shù)的峰值依次為-37.6dB、-13dB和-19.6dB，可見(jiàn)具有良好的通帶特性，并且在0.94THz時(shí)產(chǎn)生一個(gè)傳輸零點(diǎn)，提高了兩個(gè)通帶之間的隔離度。其單元尺寸為0.046λ0*0.065λ0，較文獻(xiàn)（0.103λ0′*0.103λ0′）相比分別減小了55.3%和36.9%，這說(shuō)明該FSS具有小型化的優(yōu)點(diǎn)。此外，通過(guò)對(duì)入射角敏感性研究發(fā)現(xiàn)，改進(jìn)型SRR諧振結(jié)構(gòu)還具有良好的入射角度穩(wěn)定性，在0-60范圍內(nèi)均具有穩(wěn)定的傳輸特性。 （3）基于非對(duì)稱開口位置的開口環(huán)諧振器（A-SRR）的雙頻帶頻率選擇表面設(shè)計(jì)。本章研究了太赫茲領(lǐng)域， A-SRR的雙頻帶FSS的電磁特性。通過(guò)改變兩個(gè)SRR之間開口的位置，觀察其雙頻帶傳輸特性的變化。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，外環(huán)的開口位置不變，第一個(gè)頻帶的位置不變；內(nèi)環(huán)開口位置的改變，第二個(gè)頻帶在一定范圍內(nèi)發(fā)生移動(dòng)�？梢�(jiàn)，不同的開口位置對(duì)諧振頻率有影響，使得頻率在一定的范圍內(nèi)可調(diào)。通過(guò)電磁仿真，觀察A-SRR的表面電流分布，，從場(chǎng)的理論出發(fā)，可以找到外部Q值增加的原因。依據(jù)仿真結(jié)果，可以設(shè)計(jì)出第二頻帶在一定范圍內(nèi)可調(diào)的高Q值雙頻帶FSS。 （4）在前文研究基礎(chǔ)上，欲研究高溫超導(dǎo)材料在電路設(shè)計(jì)中的優(yōu)越性。因此采用高溫超導(dǎo)材料設(shè)計(jì)一款基于三階非對(duì)稱階躍阻抗諧振器（ASIR）的三通帶高溫超導(dǎo)濾波器，為將高溫超導(dǎo)材料設(shè)計(jì)于FSS奠定基礎(chǔ)。提出了一種新型的ASIR的諧振特性，研究其阻抗比、電長(zhǎng)度之比對(duì)三個(gè)諧振頻率的影響；然后依據(jù)得到的電路尺寸參數(shù)，設(shè)計(jì)了一個(gè)三通帶帶通濾波器，并且將設(shè)計(jì)好的濾波器進(jìn)行電路的加工和測(cè)試。同時(shí)，對(duì)其溫度非線性效應(yīng)還進(jìn)行探索研究。該研究為后續(xù)將高溫超導(dǎo)材料應(yīng)用于FSS的設(shè)計(jì)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：華東交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN629.1

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1498131