發(fā)布時間：2020-12-04 21:16

　　頻率選擇表面（Frequency Selective Surface,FSS）是一種二維周期性結(jié)構(gòu),對不同頻段的電磁波具有頻率選擇性的透射或反射特性,即為一個空間立體濾波器。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,頻率選擇表面在微波、毫米波、紅外及可見光等方面的應(yīng)用得到了極大的關(guān)注。如何讓頻率選擇表面獨特的空間濾波特性在實際電子和光子系統(tǒng)中發(fā)揮更大作用,已然成為電子學(xué)和光學(xué)的研究熱點。本文主要研究了 FSS在毫米波面天線系統(tǒng)中的應(yīng)用,設(shè)計并實現(xiàn)了面天線的多頻復(fù)用,有效地提高了天線的利用率。（1）研究了 FSS的電磁傳輸特性理論,影響FSS傳輸與反射特性的主要因素及FSS的設(shè)計方法,解析了 FSS的柵瓣現(xiàn)象。在此基礎(chǔ)上,設(shè)計了一種新型扇形環(huán)狀FSS單元和一種能夠有效抑制高頻載波的曲折六邊形環(huán)狀FSS單元,所設(shè)計的FSS結(jié)構(gòu)可實現(xiàn)對Ka波段電磁波的透射與W波段電磁波的反射,且具有對不同極化和斜角度入射電磁波的高穩(wěn)定性。（2）簡要介紹了拋物面天線和卡塞格倫天線的幾何結(jié)構(gòu)、工作原理和一般設(shè)計方法,給出了雙模圓錐喇叭天線的相關(guān)設(shè)計理論,在此基礎(chǔ)上,設(shè)計和研究了雙曲面FSS在Ka/W毫米波雙波段面天線設(shè)計中的應(yīng)用... 

【文章來源】：南京信息工程大學(xué)江蘇省

【文章頁數(shù)】：60 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖２－１貼片型ＦＳＳ等效電路及特性曲線??

ＵＳ??０?０?０?１?數(shù)?－＝？??／??圖２－１貼片型ＦＳＳ等效電路及特性曲線??孔徑型ＦＳＳ與貼片型ＦＳＳ在結(jié)構(gòu)上互補(bǔ)，對特定頻率的電磁波呈透射特性，相當(dāng)??于帶通濾波器。當(dāng)頻率較低的電磁波照射在孔徑型ＦＳＳ陣列上時，電場激發(fā)孔徑以外金??屬表面上的電子大范圍移動，吸收大部分的能量，而孔徑周圍的感應(yīng)電流很小，此時，??透射系數(shù)比較低。隨著入射波頻率逐漸升高，孔徑之外金屬表面的電子移動范圍就會隨??之減小，而沿著孔徑流動的感應(yīng)電流不斷增大，那么向孔徑透射方向輻射的能量也隨著??變大，因此透射系數(shù)得到改善。當(dāng)入射電磁波頻率升高到特定值時，入射波中只有極少??的能量被電子吸收，感應(yīng)電流達(dá)到最大值，此時，孔徑型ＦＳＳ的反射系數(shù)極低，透射系??數(shù)趨近于１。其等效電路和特性曲線如圖２－２所示［３３］。??＾?Ｙ?■＇ｉ－Ａ－??圖２－２孔徑型ＦＳＳ等效電路及特性曲線??由以上兩種情況的分析發(fā)現(xiàn)

２．２?ＦＳＳ單元分類及特性??頻率選擇表面的單元種類很多，一些常見單元可以按照形狀樣式的不同分成以下四??類［３（）］，如圖２－３所示。??□〇〇?旮?ｔ??第一類：中心連接型?第二類：環(huán)形單元??圓暑＿亞■圃??第三類：實心單元?第四類：組合單元??圖２－３?ＦＳＳ單元分類??第一類：中心連接型，如偶極子單元、三極子單元、十字形單元、耶路撒冷十字形??單元、方形螺旋單元等。??第二類：環(huán)形單元，如六邊環(huán)、十字環(huán)、圓環(huán)、方環(huán)、Ｙ環(huán)等。??第三類：實心單元，如圓形板、矩形板、六邊形板等。??第四類：組合單元，種類眾多。??以上幾種類型結(jié)構(gòu)的ＦＳＳ中，偶極子單元是最早發(fā)現(xiàn)和使用的原始單元形狀，為了??解決偶極子單元在電磁波斜入射下的不穩(wěn)定問題，將偶極子單元形狀進(jìn)行改進(jìn)，設(shè)計出??了環(huán)形單元結(jié)構(gòu)。與偶極子單元組成的ＦＳＳ陣列相比，環(huán)形單元組成的ＦＳＳ陣列結(jié)構(gòu)??更加緊湊

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]新型開口方環(huán)FSS圓極化器的研究與設(shè)計[J]. 袁良昊,湯煒.  科技視界. 2017(05)
[2]Ku/Ka波段雙通帶頻率選擇表面雷達(dá)罩設(shè)計研究[J]. 王秀芝,高勁松,徐念喜.  物理學(xué)報. 2013(23)
[3]太赫茲波段FSS帶通濾波器的分析與設(shè)計[J]. 王建成,吳愛婷,孫艷玲,張麗艷.  電子器件. 2012(04)
[4]一種相控陣天線的FSS天線罩設(shè)計與分析[J]. 趙峻,徐曉文.  微波學(xué)報. 2012(S1)
[5]雙層頻率選擇表面的優(yōu)化設(shè)計[J]. 胡曉晴,夏同生,唐光明,董金明.  現(xiàn)代電子技術(shù). 2012(05)
[6]Y孔分形頻率選擇表面的設(shè)計[J]. 王珊珊,高勁松,馮曉國,趙晶麗.  光學(xué)精密工程. 2011(05)
[7]方環(huán)可調(diào)頻率選擇表面吸收體[J]. 張成剛,張強(qiáng),胡明春.  微波學(xué)報. 2009(01)
[8]新型單元的頻率選擇表面[J]. 賈宏燕,高勁松,馮曉國.  光學(xué)精密工程. 2008(11)
[9]圓環(huán)單元FSS對吸波材料特性的影響研究[J]. 盧俊,陳新邑,汪劍波.  物理學(xué)報. 2008(11)
[10]20/30GHz頻率選擇面技術(shù)研究[J]. 楊科.  空間電子技術(shù). 2007(04)

博士論文
[1]頻率選擇表面的小型化設(shè)計與優(yōu)化技術(shù)研究[D]. 鄭書峰.西安電子科技大學(xué) 2012

碩士論文
[1]毫米波帶通頻率選擇表面的研究[D]. 李方舟.西安電子科技大學(xué) 2014
[2]基于FSS副反射面的多頻段反射面天線的研究[D]. 劉偉.西安電子科技大學(xué) 2014
[3]新型多頻段頻率選擇表面的設(shè)計與仿真[D]. 李姣.江西師范大學(xué) 2012
[4]頻率選擇表面仿真設(shè)計與優(yōu)化[D]. 朱鵬剛.蘭州理工大學(xué) 2012
[5]毫米波三波束卡塞格倫天線設(shè)計[D]. 趙蕓.南京理工大學(xué) 2012
[6]一種用于衛(wèi)星通信的單偏置反射面天線的研究[D]. 張蕊.西安電子科技大學(xué) 2012
[7]偏置反射面天線的研究[D]. 史雪瑩.西安電子科技大學(xué) 2010
[8]C波段頻率選擇表面的仿真設(shè)計[D]. 孫靜.山東大學(xué) 2009
[9]毫米波帶通頻率選擇表面研究[D]. 何顯宗.長春理工大學(xué) 2008
[10]四頻段頻率選擇表面副反射面天線的分析與設(shè)計[D]. 李庭.西安電子科技大學(xué) 2007



本文編號：2898251