新型頻率選擇表面的設計與應用
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【摘要】:FSS(Frequency Selective Surface)即頻率選擇表面,它是由金屬貼片或金屬孔徑形成的周期陣列,對特定頻率的電磁波呈現(xiàn)全反射特性或全透射特性,是一種無源的空間濾波器。自上世紀60年代后,FSS逐漸成為電磁場與微波技術領域的研究熱點。由于它有很好的空間濾波特性,且具有低剖面利于共形等特點,常應用于雷達天線罩,反射面天線副反射器,太陽能吸收表面,波極化器等方面。本文著眼于FSS在實際中的應用和FSS性能的改進,做了以下具體的工作和研究:1.介紹了FSS的研究背景和研究意義。詳細分析了其工作原理,特性參數(shù)和柵瓣的產生。列舉了三種用于分析FSS作用機理的理論方法。2.本文設計了一種新型的帶阻FSS單元。并探討了各種類型FSS單元對于不同極化波呈現(xiàn)的特性。對于極化穩(wěn)定性不理想的新型帶阻FSS,改進了其排布方式。仿真結果顯示,調整排布方式后的新型帶阻FSS,極化穩(wěn)定性得到了增強。然后將其置于傳統(tǒng)微帶天線上方,適當調整天線與FSS覆層的距離,用來增加天線的增益。通過HFSS軟件仿真,結果顯示加載FSS覆層后的天線的帶寬不變,方向性得到了加強,垂直方向上增益提高了8.01dB。參照設計加工了微帶天線和雙層FSS的實物。經測量后,實測結果與仿真數(shù)據(jù)相比有小量差異,說明設計的正確性。3.對設計的帶阻型FSS單元做了改動,使其滿足小型化應用領域。通過改變其結構參數(shù),并利用耦合機理設計了互補式雙層結構。仿真結果顯示,在單元周期大小不變的前提下,新型FSS單元相比傳統(tǒng)Y形單元諧振頻率降低了8.6GHz,達到了小型化的目的。將其應用于印刷振子天線的反射板,通過軟件仿真,測得這種應用方式可以有效的減小天線帶外的雷達散射截面(RCS)。
【關鍵詞】:FSS 高增益 極化穩(wěn)定性 小型化 RCS縮減
【學位授予單位】:安徽大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2016
【分類號】:TN820;O441.4
【目錄】:
- 摘要3-4
- Abstract4-8
- 第一章 緒論8-12
- 1.1 研究背景及意義8-9
- 1.1.1 研究背景8
- 1.1.2 研究意義8-9
- 1.2 國內外研究現(xiàn)狀9-11
- 1.3 本文主要工作和內容安排11-12
- 第二章 FSS的基本理論12-29
- 2.1 FSS的工作原理12-13
- 2.2 FSS特性參數(shù)13-17
- 2.2.1 單元結構和尺寸13-15
- 2.2.2 單元排布方式15-16
- 2.2.3 介質層的加載16
- 2.2.4 入射角度與入射極化方式16-17
- 2.3 柵瓣的產生17-19
- 2.4 FSS理論分析方法19-29
- 2.4.1 模式匹配法20-24
- 2.4.2 譜域法24-28
- 2.4.3 等效電路法28-29
- 第三章 新型帶阻型FSS的設計及應用29-47
- 3.1 新型帶阻FSS的設計29-37
- 3.1.1 雙層FSS與單層FSS的比較29-30
- 3.1.2 新型雙層FSS的設計和優(yōu)化30-33
- 3.1.3 新型FSS結構極化穩(wěn)定性的改進33-37
- 3.2 新型帶阻FSS對改善天線增益的應用37-47
- 3.2.1 微帶天線簡介37-40
- 3.2.2 幅相加權理論40-41
- 3.2.3 仿真與實測結果41-47
- 第四章 小型化FSS的設計與應用47-61
- 4.1 小型化FSS設計47-52
- 4.2 小型化FSS在RCS縮減中的應用52-61
- 4.2.1 RCS簡介52-54
- 4.2.2 利用FSS反射板縮減RCS54-61
- 第五章 總結與展望61-63
- 參考文獻63-67
- 致謝67-68
- 攻讀碩士學位期間研究成果68
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本文關鍵詞:新型頻率選擇表面的設計與應用,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
本文編號:274936
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