基于人工電磁材料的全介質(zhì)頻率選擇表面的研究
本文關(guān)鍵詞:基于人工電磁材料的全介質(zhì)頻率選擇表面的研究,,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:頻率選擇表面(Frequency Selective Surface,FSS)是一種二維平面周期結(jié)構(gòu),通常由金屬貼片或者孔徑單元構(gòu)成,對(duì)不同工作頻段、極化方式和入射角度的電磁波具有頻率選擇作用,常被用作空間濾波器,在軍事隱身、電磁兼容、電子對(duì)抗、微波通信等領(lǐng)域也有廣泛應(yīng)用。國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)利用金屬單元設(shè)計(jì)的頻率選擇表面進(jìn)行了大量的研究,其主要問題是工作帶寬較窄,設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。尤其是在高功率電磁波照射下,頻率選擇表面金屬部分易產(chǎn)生電弧,表面波損耗會(huì)增加,頻率選擇特性變差。針對(duì)這些情況,本文主要做了以下研究工作:首先,研究了頻率選擇表面的基本概念、分析方法及其在電磁和通信領(lǐng)域的主要應(yīng)用;介紹了人工電磁材料的基本理論及其特殊電磁性質(zhì),并研究了利用等效媒質(zhì)理論研究周期結(jié)構(gòu),以及如何提取人工電磁材料的本構(gòu)參數(shù)。其次,利用全波仿真軟件研究了影響頻率選擇表面?zhèn)鬏斕匦缘囊蛩。主要研究了單元形狀、單元尺寸、單元間距、介質(zhì)加載、多屏級(jí)聯(lián)、排列方式以及入射波極化方式和入射角度等對(duì)其性能的影響。并利用高介低損微波陶瓷設(shè)計(jì)了一種帶阻型全介質(zhì)FSS。最后,設(shè)計(jì)了一種具有“開關(guān)”功能的純介質(zhì)頻率選擇表面,該FSS結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)通帶和阻帶之間的切換。利用等效媒質(zhì)理論分析了其工作原理,使用全波仿真軟件研究了介質(zhì)柱內(nèi)部電場(chǎng)磁場(chǎng)分布。在微波暗室內(nèi)對(duì)FSS樣品進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)量,測(cè)量結(jié)果和仿真結(jié)果基本吻合。
【關(guān)鍵詞】:頻率選擇表面 人工電磁材料 全介質(zhì)
【學(xué)位授予單位】:南京郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類號(hào)】:O441;TN713
【目錄】:
- 摘要4-5
- Abstract5-8
- 第一章 緒論8-16
- 1.1 概述8-9
- 1.2 研究背景與意義9
- 1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-11
- 1.4 頻率選擇表面的應(yīng)用11-14
- 1.4.1 混合雷達(dá)罩11-12
- 1.4.2 帶阻濾波器12-13
- 1.4.3 副反射器13-14
- 1.5 本章小結(jié)14-16
- 第二章 基本理論與分析方法16-31
- 2.1 頻率選擇表面工作原理16-18
- 2.1.1 貼片型FSS工作原理[22]16-17
- 2.1.2 孔徑型FSS工作原理[23]17-18
- 2.2 柵瓣現(xiàn)象和Wood奇異18-20
- 2.2.1 柵瓣現(xiàn)象18-20
- 2.2.2 Wood奇異20
- 2.3 頻率選擇表面的分析方法20-22
- 2.3.1 變分法21
- 2.3.2 等效電路法21
- 2.3.3 模式匹配法21-22
- 2.3.4 互阻抗法22
- 2.3.5 差分法22
- 2.4 人工電磁材料22-30
- 2.4.1 人工電磁材料的概念22-25
- 2.4.2 左手材料的特殊物理性質(zhì)25-27
- 2.4.3 等效媒質(zhì)理論27-30
- 2.5 本章小結(jié)30-31
- 第三章 影響頻率選擇表面特性的參數(shù)研究31-46
- 3.1 FSS主要技術(shù)參數(shù)31
- 3.2 常見FSS結(jié)構(gòu)單元31-33
- 3.3 SS性能的因素33-45
- 3.3.1 單元形狀對(duì)傳輸特性的影響33-35
- 3.3.2 單元尺寸對(duì)傳輸特性的影響35-37
- 3.3.3 單元周期對(duì)傳輸特性的影響37
- 3.3.4 單元排布方式的影響37-39
- 3.3.5 介質(zhì)層加載的影響39-42
- 3.3.6 多屏FSS級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)42-43
- 3.3.7 入射波角度和極化方式的影響43-45
- 3.4 本章小結(jié)45-46
- 第四章 全介質(zhì)頻率選擇表面的設(shè)計(jì)和研究46-55
- 4.1 設(shè)計(jì)背景46
- 4.2 基于人工電磁材料理論設(shè)計(jì)全介質(zhì)FSS46-50
- 4.3 一種具有開關(guān)功能的全介質(zhì)FSS的設(shè)計(jì)50-52
- 4.4 全介質(zhì)FSS樣品的實(shí)驗(yàn)測(cè)試與結(jié)果分析52-54
- 4.5 本章小結(jié)54-55
- 第五章 總結(jié)與展望55-56
- 參考文獻(xiàn)56-58
- 附錄1 攻讀碩士學(xué)位期間撰寫的論文58-59
- 附錄2 攻讀碩士學(xué)位期間申請(qǐng)的專利59-60
- 致謝60
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