【摘要】：頻率選擇表面(Frequency Selective Surface:FSS)作為空間濾波器,是一種對電磁波有濾波特性的平面周期結構。由于其在軍事領域和民事領域的廣泛應用,FSS研究已經覆蓋了微波、毫米波、紅外線等波段。論文的主要工作內容總結如下:(1)介紹了經典電磁數(shù)值計算方法即時域有限差分算法(Finite Difference Time Domain:FDTD),繼而針對它的劣勢,介紹了混合半隱式-半顯式(Hybrid-Implcit-Explcit)HIE-FDTD 算法。(2)引入了 Floquet定理及周期邊界,通過仿真一個FSS單元,可以得到整個周期陣列的傳輸特性;針對FSS的柵瓣效應,研究了如何抑制柵瓣的出現(xiàn);進一步研究了 FSS單元結構和尺寸、單元陣列的周期和排布方式、介質材料的厚度和介電常數(shù)、FSS層數(shù),入射波的角度和極化狀態(tài)等參數(shù)對FSS性能的影響;分別設計了單通帶和雙通帶FSS結構,通帶對入射角變化時比較穩(wěn)定,并且完成了了加工測試驗證,通帶特性與仿真結果吻合較好;進一步地,設計了具有多通帶特性的FSS,能實現(xiàn)較大的通帶比值。(3)基于高性能并行計算框架JASMIN,開發(fā)了基于HIE-FDTD的大規(guī)模并行算法,實現(xiàn)的程序具有較高的可擴展性,能在成千上萬核數(shù)的高性能計算機上進行運算,用于分析有限大規(guī)模FSS陣列和周期FSS陣列選頻特性之間的區(qū)別;并且基于石墨烯材料,實現(xiàn)了太赫茲波段多通帶石墨烯FSS的大規(guī)模并行仿真設計。
【學位授予單位】：浙江大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TN713
【圖文】：

（ａ）邐（ｂ）逡逑圖１－２邋ＦＳＳ在天線電磁防護中的應用：（ａ）邋ＦＳＳ用作天線副反射面；逡逑（ｂ）邋ＦＳＳ用作天線罩逡逑如圖１－３所示，美國、荷蘭、意大利等國家已成功地將ＦＳＳ用于隱身艦船及射頻集成逡逑封裝綜合系統(tǒng)外殼的防護應用中。逡逑敵我}0邐}—逡逑圖１－３邋ＦＳＳ在艦島隱身和防護中的應用逡逑將高性能ＦＳＳ與波導射頻通道一體化設計，是進一步提高射頻通道強電磁防護能力的逡逑新途徑。在射頻通道多級綜合防護中，波導防護是進一步提高帶外抑制的有效手段。為了逡逑適應波導傳輸通道要求，需要將頻選結構設計成插件形式，與波導一體化融合。圖１－４給逡逑出了典型波導插件圖，圖中頻率選擇表面加工成與波導結構相適應的尺寸，采用法蘭盤固逡逑定方式裝配到波導中，實現(xiàn)工作信號帶通和帶外信號有效抑制。逡逑２逡逑

圖１－２邋ＦＳＳ在天線電磁防護中的應用：（ａ）邋ＦＳＳ用作天線副反射面；逡逑（ｂ）邋ＦＳＳ用作天線罩逡逑如圖１－３所示，美國、荷蘭、意大利等國家已成功地將ＦＳＳ用于隱身艦船及射頻集成逡逑封裝綜合系統(tǒng)外殼的防護應用中。逡逑敵我}0邐}—逡逑圖１－３邋ＦＳＳ在艦島隱身和防護中的應用逡逑將高性能ＦＳＳ與波導射頻通道一體化設計，是進一步提高射頻通道強電磁防護能力的逡逑新途徑。在射頻通道多級綜合防護中，波導防護是進一步提高帶外抑制的有效手段。為了逡逑適應波導傳輸通道要求，需要將頻選結構設計成插件形式，與波導一體化融合。圖１－４給逡逑出了典型波導插件圖，圖中頻率選擇表面加工成與波導結構相適應的尺寸，采用法蘭盤固逡逑定方式裝配到波導中，實現(xiàn)工作信號帶通和帶外信號有效抑制。逡逑２逡逑

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本文編號：2724735