發(fā)布時間：2020-06-06 15:33

【摘要】：電控有源頻率選擇表面(Active Frequency Selective Surface,AFSS),由傳統(tǒng)的無源頻率選擇表面和有源電控部分結合在一起構成,并可以在電源激勵下,其工作頻率,通、阻特性等基本性能按照實際需求進行電調諧的器件,。與無源被動的頻率選擇表面相比,AFSS對于當前愈發(fā)復雜的電磁環(huán)境具有更強的適應性,因而在雷達和飛行器隱身、高功率微波武器防護及電磁兼容等領域受到了廣泛的關注。當前AFSS的研究多集中于實現(xiàn)其工作頻段的可調諧,雖然實現(xiàn)的方式多種多樣,但可調頻帶的寬帶化是目前存在的主要問題。本文在傳統(tǒng)FSS理論的基礎上,通過加入開關型二極管,在較寬的工作頻段下實現(xiàn)了“透射”與“屏蔽”兩種工作狀態(tài),同時兼顧了AFSS在入射波不同極化條件和較大斜入射角度下的穩(wěn)定性。最終設計出了兩種寬帶的開關型電控頻率選擇表面。首先,本文在基于二極管、MEMS開關、液晶材料以及石墨烯等不同有源器件的大量文獻的基礎上,對比了各種有源部分之間的差異性,針對于本文的技術指標將PIN二極管作為本文所設計的AFSS的有源器件。然后從傳統(tǒng)無源被動頻率選擇表面的工作機理出發(fā),引入了Floquet定理等基本理論,并采用等效電路模型法和傳輸矩陣法兩種AFSS的分析方法,結合PIN二極管的工作原理,總結了AFSS的設計思路和方法,奠定了AFSS的理論基礎。其次,本文設計了兩種不同的寬帶電控頻率選擇表面方案。第一種方案采用耦合型單元結構,利用PIN二極管對高頻信號的導通作用改變初始寬帶帶通型頻率選擇表面的諧振模式,從而得到寬帶的“屏蔽”效果;第二種方案用平行雙線傳輸線代替了傳統(tǒng)多層頻率選擇表面層與層之間的耦合作用,利用PIN二極管控制平行雙線的通與斷,進而控制AFSS整體濾波性能的通與阻。最后,以等效電路法和傳輸矩陣法分別對兩種方案進行了分析,提取了等效電路中集總元件的參數值,為方案的設計和優(yōu)化提供了理論依據和指導,最終兩種方案的“透射”狀態(tài)下的工作帶寬達8-14 GHz,“屏蔽”狀態(tài)帶寬達到2-18 GHz,且兼具良好的極化穩(wěn)定性和斜入射穩(wěn)定性,最大斜入射角度為30°。
【圖文】：

哈爾濱工業(yè)大學工學碩士學位論文第 1 章 緒 論研究背景年來，由于手機通信、衛(wèi)星通信等技術的迅猛發(fā)展，，各類，在過去的幾十年里，人為造成的電磁輻射已增加了幾百量的電磁污染已達到直接威脅人體健康和電子設備正常空間中的電磁波進行合理調控已經迫在眉睫，如圖 1-1

哈爾濱工業(yè)大學工學碩士學位論文方案，受到了廣泛的關注和研究[5-8]。在民用方面，常見板上，其作用在防止爐內高功率的微波輻射出來，而能讓觀察爐內食物的加熱狀態(tài)；在一些機器外殼的散熱孔、通期性排列的孔陣結構[9]，這也是 FSS 在電磁兼容領域的典SS 依靠其獨特的空間濾波特性成為了設計雷達天線罩[10]、面高增益天線[12]、極化器[13,14]、波導濾波器[15]等的關鍵器近年來的另一研究熱點 超材料在研究手段和電磁諧振機進一步刺激了 FSS 的研究與發(fā)展[16-20]。
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TN312.4

【參考文獻】

相關期刊論文 前5條

1 張強;張成剛;;電控開關型頻率選擇表面研究[J];微波學報;2013年01期

2 李小秋;高勁松;趙晶麗;孫連春;;一種適用于雷達罩的頻率選擇表面新單元研究[J];物理學報;2008年06期

3 張楠;馮宇波;;PIN二極管在射頻開關電路中的工作原理及應用[J];科技信息(學術研究);2007年02期

4 韓磊;王自榮;;雷達隱身與反隱身技術[J];艦船電子對抗;2006年02期

5 王煥青,呂明云,武哲;介質加載對頻率選擇表面?zhèn)鬏斕匦杂绊懙膶嶒炑芯縖J];紅外與毫米波學報;2005年01期

相關博士學位論文 前1條

1 焦健;耦合型主動頻率選擇表面濾波特性研究[D];中國科學院研究生院(長春光學精密機械與物理研究所);2015年

相關碩士學位論文 前2條

1 林琳;石墨烯頻率選擇表面研究[D];上海交通大學;2015年

2 陳德亞;亞毫米波段頻率選擇表面濾波器的研究[D];電子科技大學;2010年

本文編號：2699889