本文選題：隱身技術(shù)　切入點(diǎn)：雷達(dá)罩　出處：《中國(guó)科學(xué)院研究生院(長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所)》2014年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：頻率選擇表面(Frequency Selective Surface，F(xiàn)SS)是一種一維或二維周期結(jié)構(gòu)，具有帶通或帶阻空間濾波特性，被廣泛應(yīng)用于雷達(dá)罩隱身中。小型化頻率選擇表面(MEFSS)是周期單元尺寸遠(yuǎn)小于工作波長(zhǎng)的FSS的統(tǒng)稱，是FSS發(fā)展的一個(gè)新方向。與傳統(tǒng)的FSS相比，MEFSS具有更小的單元尺寸和更高的角度穩(wěn)定性，在有限空間、局部小區(qū)域、非平面波照射等特殊環(huán)境下均能獲得理想的濾波特性，在多頻、寬頻、可調(diào)諧FSS設(shè)計(jì)上具有很大的發(fā)展?jié)摿Α?論文以MEFSS在末制導(dǎo)雷達(dá)罩上的應(yīng)用為需求背景，圍繞MEFSS的物理機(jī)制、設(shè)計(jì)原理和方法等關(guān)鍵問(wèn)題進(jìn)行了深入的理論研究、計(jì)算仿真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，拓展了MEFSS在寬通帶和雙通帶設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。論文主要研究工作如下： 1.首先采用電子運(yùn)動(dòng)理論從微觀上研究了FSS的工作機(jī)制，其次采用“場(chǎng)”的觀點(diǎn)和“路”的觀點(diǎn)從宏觀上研究了FSS的濾波機(jī)理。從“場(chǎng)”的觀點(diǎn)出發(fā)，基于Floquet定律研究了FSS的傳播波、凋落波和柵瓣的傳播規(guī)律；利用FSS柵瓣圖，推導(dǎo)了FSS具有穩(wěn)定濾波特性的條件；基于周期單元諧振模式相關(guān)理論研究了周期單元上電場(chǎng)和電流的分布特征，為FSS單元圖形設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)。從“路”的觀點(diǎn)出發(fā)，重點(diǎn)研究了FSS等效電路模型的建立與分析，采用對(duì)全波仿真曲線擬合的方法獲取了復(fù)雜FSS結(jié)構(gòu)的LC參數(shù)，并驗(yàn)證了參數(shù)的有效性和方法的可行性，為設(shè)計(jì)和優(yōu)化階段FSS傳輸特性的快速計(jì)算提供參考。 2.研究了基于容性表面與感性表面耦合機(jī)制的MEFSS。選取三種典型MEFSS結(jié)構(gòu)，開展了Ku波段帶通MEFSS仿真設(shè)計(jì)研究，總結(jié)了耦合型MEFSS的設(shè)計(jì)規(guī)律和濾波特性。以半波壁和A夾層雷達(dá)罩結(jié)構(gòu)作為應(yīng)用平臺(tái)，，研究了MEFSS在隱身雷達(dá)罩上的應(yīng)用。 3.將耦合型互補(bǔ)雙屏結(jié)構(gòu)與Butterworth型對(duì)稱雙屏結(jié)構(gòu)相結(jié)合，設(shè)計(jì)出具有寬通帶特性的MEFSS。該結(jié)構(gòu)由容性表面-感性表面-容性表面的三屏級(jí)聯(lián)而成，采用Y形修正單元和正三角形(60°)布陣方式，具有小型化、寬通帶和最平坦(Butterworth)響應(yīng)濾波特性。論文設(shè)計(jì)了工作帶寬涵蓋整個(gè)X波段或Ku波段的MEFSS，分析了參數(shù)對(duì)濾波特性的影響，最后進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，拓展了MEFSS在寬通帶FSS設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。 4.將耦合機(jī)制與諧振機(jī)制相結(jié)合，利用容性表面(內(nèi)嵌諧振單元)-感性表面-容性表面(內(nèi)嵌諧振單元)三屏級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)了Ku/毫米波波段雙通帶MEFSS。以半波壁和A夾層結(jié)構(gòu)雷達(dá)罩為背景，將該設(shè)計(jì)成功應(yīng)用到Ku/Ka雙波段MEFSS雷達(dá)罩中。這種MEFSS具有通帶間隔較寬、相互獨(dú)立的特點(diǎn)，拓展了MEFSS在多頻FSS設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。 5.為了進(jìn)一步縮減FSS單元尺寸，論文研究了基于集總元件加載的MEFSS。集總元件包括無(wú)源器件和有源器件兩大類�；跓o(wú)源器件中的集總電容和集總電感加載設(shè)計(jì)了MEFSS，單元尺寸縮減至中心波長(zhǎng)的1/28以下，具有優(yōu)越的小型化特性，同時(shí)，通過(guò)優(yōu)化還獲得了極化分離特性�；谟性雌骷械腜IN二極管加載設(shè)計(jì)了可調(diào)諧MEFSS。該MEFSS在二極管工作頻率允許的情況下，可以在保持Ku波段帶通特性不變的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)S波段通帶開關(guān)功能。最后設(shè)計(jì)制備了在S波段具有通帶開關(guān)特性的MEFSS結(jié)構(gòu)。這種可調(diào)諧MEFSS在雷達(dá)罩帶內(nèi)隱身中具有廣闊的發(fā)展前景。 論文針對(duì)末制導(dǎo)雷達(dá)罩隱身的諸多需求(如多頻、寬波段、可調(diào)諧等)，開展MEFSS研究。不僅完善了MEFSS設(shè)計(jì)理論，還拓展了MEFSS實(shí)現(xiàn)途徑和應(yīng)用領(lǐng)域，為MEFSS隱身雷達(dá)罩的工程應(yīng)用提供了理論和實(shí)驗(yàn)參考。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)科學(xué)院研究生院(長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TN974

【參考文獻(xiàn)】

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2 徐念喜;馮曉國(guó);王巖松;陳新;高勁松;;微型化頻率選擇表面的設(shè)計(jì)研究[J];物理學(xué)報(bào);2011年11期

3 吳翔;裴志斌;屈紹波;徐卓;柏鵬;王甲富;王新華;周航;;具有極化選擇特性的超材料頻率選擇表面的設(shè)計(jì)[J];物理學(xué)報(bào);2011年11期

4 侯新宇;崔堯;張玉英;王旭剛;劉海軍;;應(yīng)用等效電路模型的頻率選擇表面有效分析[J];西北工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2006年06期

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6 王秀芝;高勁松;徐念喜;;Ku/Ka波段雙通帶頻率選擇表面雷達(dá)罩設(shè)計(jì)研究[J];物理學(xué)報(bào);2013年23期

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2 鄭書峰;頻率選擇表面的小型化設(shè)計(jì)與優(yōu)化技術(shù)研究[D];西安電子科技大學(xué);2012年

本文編號(hào)：1631167