毫米波由于兼具微波全天候工作以及紅外光波寬頻帶、高分辨率的特點,在遠程雷達、電子對抗、電子干擾等領域有著廣闊的應用前景�；匦胁ü茉诤撩撞ǖ阮l段上具有高峰值功率以及高平均功率輸出等優(yōu)點。因此,越來越多的毫米波雷達系統(tǒng)開始使用回旋行波管作為其大功率源。為了有效地將回旋行波管輸出的功率傳輸至雷達天線系統(tǒng),必須搭建大功率毫米波傳輸鏈路。在傳輸鏈路系統(tǒng)中,需要對電磁波進行頻率分離、極化轉換等操作。頻率選擇表面(FSS)具有空間濾波功能,能夠實現(xiàn)電磁波高隔離度分離。因此,大功率毫米波FSS可實現(xiàn)鏈路系統(tǒng)多頻復用,提高鏈路系統(tǒng)的利用率。由于與其它極化形式電磁波相比,圓極化波具有更多的優(yōu)勢�；诖蠊β屎撩撞‵SS設計的圓極化器在完成電磁波分離的同時實現(xiàn)極化轉換,節(jié)省了一個大功率器件的使用,使得鏈路系統(tǒng)更緊湊。因此,大功率毫米波FSS以及圓極化器的研究具有重要意義。本文首先從FSS的基本理論與Floquet定理出發(fā),深入研究了可應用大功率毫米波環(huán)境下全金屬FSS的頻率分離特性,并設計了工作于Q波段與K波段的FSS,實現(xiàn)了電磁波高隔離度分離。在此基礎上,通過對圓極化波以及基于FSS圓極化器理論的研究,并結合矩形波導色散理論,設計了一種大功率毫米波圓極化器,仿真的單層圓極化器軸比帶寬不能滿足設計要求。為拓寬軸比工作帶寬,根據(jù)濾波器設計中多層級聯(lián)設計方法,論文提出了基于FSS圓極化器軸比帶寬的優(yōu)化方案。采用雙層級聯(lián)的方式拓寬了圓極化器軸比的工作帶寬,從而達到了設計要求。接著,論文給出了圓極化器的加工實物與測試結果。測試結果很好地驗證了前文的設計。本文最后詳細研究了金屬光柵圓極化器理論,并設計了單層光柵圓極化器。圓極化器采用基于正弦函數(shù)微擾平板波導結構來改善軸比帶寬,且探討了正弦函數(shù)周期數(shù)的變化對圓極化器軸比性能的影響。接著,基于模匹配方法和級聯(lián)散射矩陣理論,論文提出了雙層級聯(lián)結構。最后,論文基于排列方向相互垂直的兩組平板波導結構設計了雙層級聯(lián)光柵圓極化器。設計的光柵圓極化器還具有交叉極化電平低,傳輸效率高的特點。
【學位單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TN015
【部分圖文】：

擇表面技術面(Frequency selective surface, FSS)[9-10]是由二維屬屏上或者是在介質板上周期性排布的單元類型應用行業(yè)，當一束電磁波入射到金屬端面時，電，散射場和反射場組成了空間內總場，因此該電散射截面(Radar Cross Section，RCS)是雷達隱身技的通過使用吸波材料或變換物體形狀來改變散射具有很多缺點。第一，吸波材料的使用不僅增加了飛行器的空氣阻力并惡化天線的其它性能。第二波繞過物體而傳播的方法是可行的，但在實際工狀是給定的而無法輕易改變。當采用頻率選擇表雷達工作頻段內的電磁波。在工作頻帶外，它的]，濾除掉對應頻段的電磁波，從而顯著降低雷達能。如圖 1-1 所示為 FSS 在雷達天線罩中的應用

圖 1-2 頻率選擇表面作為多頻反射面天線的副反射面[12]S 的隱身應用領域里，歐美國家起步最早，并且多項研究成程應用中。例如，F(xiàn)SS 已應用于各國海軍的水面艦隊，包括運輸艦等，且美國采用 FSS 已成功開發(fā)出全封閉式的隱身隱身效果。頻率選擇表面的應用逐漸成為各國艦艇隱身技段。國內在該領域的起步雖然較晚，但是工程應用的強烈重點研究項目。高選擇性、高角度穩(wěn)定性的 FSS 因為其在值已獲得了廣泛的關注。信息化戰(zhàn)爭背景下，對電磁波的頻段的需求變得越來越高波等高頻段發(fā)展。隨著學者們對頻率選擇表面探索得逐漸擇表面的低插損、小尺寸、高工作頻率的優(yōu)點在毫米、亞此，研究大功率毫米波頻率選擇表面的設計方法，具有重要極化器技術

源均為線極化器件，若要獲得理想轉換。擇表面具有空間濾波功能，能夠實步地，基于大功率毫米波頻率選擇能夠改變其極化特性，實現(xiàn)線極化輸發(fā)射技術的一個研究重點。及圓極化器的國內外研究歷史的發(fā)展動態(tài)概念最初由 David Rittenhouse 于 1日光的衍射現(xiàn)象中得到了啟發(fā)，因泛應用在實際工程領域。航空航天局(NASA)采用厚金屬板其中 X 波段雙頻傳輸，S 波段全反
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本文編號：2867536