【摘要】：電控有源頻率選擇表面(Active Frequency Selective Surface,AFSS),由傳統(tǒng)的無(wú)源頻率選擇表面和有源電控部分結(jié)合在一起構(gòu)成,并可以在電源激勵(lì)下,其工作頻率,通、阻特性等基本性能按照實(shí)際需求進(jìn)行電調(diào)諧的器件,。與無(wú)源被動(dòng)的頻率選擇表面相比,AFSS對(duì)于當(dāng)前愈發(fā)復(fù)雜的電磁環(huán)境具有更強(qiáng)的適應(yīng)性,因而在雷達(dá)和飛行器隱身、高功率微波武器防護(hù)及電磁兼容等領(lǐng)域受到了廣泛的關(guān)注。當(dāng)前AFSS的研究多集中于實(shí)現(xiàn)其工作頻段的可調(diào)諧,雖然實(shí)現(xiàn)的方式多種多樣,但可調(diào)頻帶的寬帶化是目前存在的主要問(wèn)題。本文在傳統(tǒng)FSS理論的基礎(chǔ)上,通過(guò)加入開(kāi)關(guān)型二極管,在較寬的工作頻段下實(shí)現(xiàn)了“透射”與“屏蔽”兩種工作狀態(tài),同時(shí)兼顧了AFSS在入射波不同極化條件和較大斜入射角度下的穩(wěn)定性。最終設(shè)計(jì)出了兩種寬帶的開(kāi)關(guān)型電控頻率選擇表面。首先,本文在基于二極管、MEMS開(kāi)關(guān)、液晶材料以及石墨烯等不同有源器件的大量文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上,對(duì)比了各種有源部分之間的差異性,針對(duì)于本文的技術(shù)指標(biāo)將PIN二極管作為本文所設(shè)計(jì)的AFSS的有源器件。然后從傳統(tǒng)無(wú)源被動(dòng)頻率選擇表面的工作機(jī)理出發(fā),引入了Floquet定理等基本理論,并采用等效電路模型法和傳輸矩陣法兩種AFSS的分析方法,結(jié)合PIN二極管的工作原理,總結(jié)了AFSS的設(shè)計(jì)思路和方法,奠定了AFSS的理論基礎(chǔ)。其次,本文設(shè)計(jì)了兩種不同的寬帶電控頻率選擇表面方案。第一種方案采用耦合型單元結(jié)構(gòu),利用PIN二極管對(duì)高頻信號(hào)的導(dǎo)通作用改變初始寬帶帶通型頻率選擇表面的諧振模式,從而得到寬帶的“屏蔽”效果;第二種方案用平行雙線傳輸線代替了傳統(tǒng)多層頻率選擇表面層與層之間的耦合作用,利用PIN二極管控制平行雙線的通與斷,進(jìn)而控制AFSS整體濾波性能的通與阻。最后,以等效電路法和傳輸矩陣法分別對(duì)兩種方案進(jìn)行了分析,提取了等效電路中集總元件的參數(shù)值,為方案的設(shè)計(jì)和優(yōu)化提供了理論依據(jù)和指導(dǎo),最終兩種方案的“透射”狀態(tài)下的工作帶寬達(dá)8-14 GHz,“屏蔽”狀態(tài)帶寬達(dá)到2-18 GHz,且兼具良好的極化穩(wěn)定性和斜入射穩(wěn)定性,最大斜入射角度為30°。
【圖文】：

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文第 1 章 緒 論研究背景年來(lái)，由于手機(jī)通信、衛(wèi)星通信等技術(shù)的迅猛發(fā)展，，各類，在過(guò)去的幾十年里，人為造成的電磁輻射已增加了幾百量的電磁污染已達(dá)到直接威脅人體健康和電子設(shè)備正常空間中的電磁波進(jìn)行合理調(diào)控已經(jīng)迫在眉睫，如圖 1-1

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文方案，受到了廣泛的關(guān)注和研究[5-8]。在民用方面，常見(jiàn)板上，其作用在防止?fàn)t內(nèi)高功率的微波輻射出來(lái)，而能讓觀察爐內(nèi)食物的加熱狀態(tài)；在一些機(jī)器外殼的散熱孔、通期性排列的孔陣結(jié)構(gòu)[9]，這也是 FSS 在電磁兼容領(lǐng)域的典SS 依靠其獨(dú)特的空間濾波特性成為了設(shè)計(jì)雷達(dá)天線罩[10]、面高增益天線[12]、極化器[13,14]、波導(dǎo)濾波器[15]等的關(guān)鍵器近年來(lái)的另一研究熱點(diǎn) 超材料在研究手段和電磁諧振機(jī)進(jìn)一步刺激了 FSS 的研究與發(fā)展[16-20]。
【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)】：TN312.4

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前5條

1 張強(qiáng);張成剛;;電控開(kāi)關(guān)型頻率選擇表面研究[J];微波學(xué)報(bào);2013年01期

2 李小秋;高勁松;趙晶麗;孫連春;;一種適用于雷達(dá)罩的頻率選擇表面新單元研究[J];物理學(xué)報(bào);2008年06期

3 張楠;馮宇波;;PIN二極管在射頻開(kāi)關(guān)電路中的工作原理及應(yīng)用[J];科技信息(學(xué)術(shù)研究);2007年02期

4 韓磊;王自榮;;雷達(dá)隱身與反隱身技術(shù)[J];艦船電子對(duì)抗;2006年02期

5 王煥青,呂明云,武哲;介質(zhì)加載對(duì)頻率選擇表面?zhèn)鬏斕匦杂绊懙膶?shí)驗(yàn)研究[J];紅外與毫米波學(xué)報(bào);2005年01期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 焦健;耦合型主動(dòng)頻率選擇表面濾波特性研究[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院(長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所);2015年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前2條

1 林琳;石墨烯頻率選擇表面研究[D];上海交通大學(xué);2015年

2 陳德亞;亞毫米波段頻率選擇表面濾波器的研究[D];電子科技大學(xué);2010年

本文編號(hào)：2699889