【摘要】：光學(xué)窗電磁屏蔽技術(shù)在精密光電探測(cè)儀器、空間探測(cè)設(shè)備與無(wú)線通信設(shè)備等領(lǐng)域均有重要的應(yīng)用前景�？臻g內(nèi)電磁干擾與微波武器可以使飛行器“致盲”從而使其失效。某些微波設(shè)備工作時(shí)產(chǎn)生的微波也會(huì)對(duì)人身體造成傷害。頻率選擇表面技術(shù)是解決這一問(wèn)題比較理想的方法,目前的頻率選擇表面難以在具備強(qiáng)電磁屏蔽效率的同時(shí)滿足多波長(zhǎng)紅外探測(cè)器的濾波需求。因此,設(shè)計(jì)一種新型的具備強(qiáng)電磁屏蔽效率的雙紅外帶通頻率選擇表面對(duì)國(guó)防等領(lǐng)域均具有重要意義。針對(duì)上述問(wèn)題,本文通過(guò)對(duì)帶通頻率選擇表面濾波機(jī)理的研究,基于多周期單元混合設(shè)計(jì)方法提出了一種新型頻率選擇表面結(jié)構(gòu),并對(duì)其紅外濾波特性與電磁屏蔽特性進(jìn)行深入的理論與實(shí)驗(yàn)研究,主要內(nèi)容如下:1.采用時(shí)域有限差分法建立理論分析模型并分析圓形孔徑與圓環(huán)形孔徑頻率選擇表面各尺寸參數(shù)對(duì)紅外透射特性的影響。利用頻率選擇表面分析模型分別對(duì)圓形孔徑頻率選擇表面以及圓環(huán)形孔徑頻率選擇表面的尺寸參數(shù)對(duì)其紅外透射特性的影響進(jìn)行深入研究。2.設(shè)計(jì)一種新型雙紅外帶通頻率選擇表面結(jié)構(gòu),優(yōu)化設(shè)計(jì)其結(jié)構(gòu)參數(shù),仿真分析其濾波特性及規(guī)律。為解決頻率選擇表面同時(shí)具有雙紅外帶通以及強(qiáng)電磁屏蔽特性的問(wèn)題,基于多周期單元混合設(shè)計(jì)方法提出了一種新型的雙紅外帶通頻率選擇表面結(jié)構(gòu),通過(guò)時(shí)域有限差分方法分析了該結(jié)構(gòu)的紅外波段的雙帶通濾波特性,并對(duì)其尺寸參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。3.建立雙紅外帶通頻率選擇表面的等效電路模型,利用該模型分析本課題設(shè)計(jì)頻率選擇表面在Ku波段的電磁屏蔽效率。對(duì)Langley等效電路模型進(jìn)行改進(jìn),并基于改進(jìn)后的Langley等效電路模型以及Parisa等效電路模型,建立了雙紅外帶通頻率選擇表面等效電路模型,通過(guò)該模型計(jì)算得到了本文設(shè)計(jì)的頻率選擇表面在Ku波段的電磁屏蔽效率曲線,并利用該模型對(duì)本文設(shè)計(jì)的頻率選擇表面結(jié)構(gòu)的圓環(huán)外徑、圓環(huán)內(nèi)徑等尺寸參數(shù)在Ku波段對(duì)電磁屏蔽效率的影響進(jìn)行了深入的分析。4.加工雙紅外帶通頻率選擇表面樣片,實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證其強(qiáng)電磁屏蔽特性與雙紅外帶通特性。采用傅里葉紅外光譜分析儀與矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀對(duì)樣片的紅外透射特性與電磁屏蔽特性進(jìn)行測(cè)試。測(cè)試結(jié)果表明樣片的Ku波段電磁屏蔽性能優(yōu)于38dB,并在紅外波段出現(xiàn)兩個(gè)通帶,其諧振波長(zhǎng)分別為2.66μm和17.82μm,透光率分別為67.07%與64.67%。綜上,本文設(shè)計(jì)的雙紅外帶通頻率選擇表面實(shí)現(xiàn)了強(qiáng)電磁屏蔽效率和雙紅外帶通濾波功能。
【圖文】：

濾波特性的方向發(fā)展。Drupp 等人制作了 等人設(shè)計(jì)了近紅外波段多波帶頻率選擇表斗機(jī) F-22 的雷達(dá)罩已經(jīng)應(yīng)用的頻率選擇表技術(shù)制成的傳感器罩應(yīng)用于維斯比級(jí)護(hù)衛(wèi)擇表面基本理論以及相對(duì)成熟，學(xué)者們將以及優(yōu)化頻率選擇表面結(jié)構(gòu)方向側(cè)重。目主要有同心環(huán)結(jié)構(gòu)頻率選擇表面、多層級(jí)頻率選擇表面、分形結(jié)構(gòu)頻率選擇表面、計(jì)等。多周期單元混合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)由于很單元混合型頻率選擇表面設(shè)計(jì)是一個(gè)難點(diǎn) Sarabandi 在有限層數(shù)頻率選擇表面前提論。印度學(xué)者 Ramprabhu Sivasamy 設(shè)計(jì)了現(xiàn)了在微波波段的雙頻帶阻濾波功能。R一種微波波段多帶通的 FSS，其結(jié)構(gòu)如圖通濾波，，無(wú)法應(yīng)用于紅外探測(cè)器之中[12]。

a) 矩形孔徑雙帶通 FSS 結(jié)構(gòu) b) 紅外透射特性曲線圖 1-3 矩形孔徑雙帶通頻率選擇表面結(jié)構(gòu)及其紅外透射特性曲線[13]圖 1-4 a)所示為 R. H. C. Manic 等人設(shè)計(jì)的一種新型的 FSS，該新型 FSS 結(jié)構(gòu)由兩個(gè)有氣墊層隔開(kāi)的帶基底的矩形貼片 FSS 組成[14]。該結(jié)構(gòu)在微波波段具有雙帶阻的濾波特性，其微博透射特性曲線如圖 1-4 b)所示。a) 新型雙帶阻 FSS 結(jié)構(gòu) b) 新型雙帶阻 FSS 微波透射特性曲線圖 1-4 新型雙帶阻 FSS 結(jié)構(gòu)及其紅外透射特性曲線[14]1.2.2 多波段 FSS 技術(shù)國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TN713;TN215

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2648387