新型頻率選擇表面的設(shè)計(jì)與應(yīng)用
本文關(guān)鍵詞:新型頻率選擇表面的設(shè)計(jì)與應(yīng)用,,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:FSS(Frequency Selective Surface)即頻率選擇表面,它是由金屬貼片或金屬孔徑形成的周期陣列,對(duì)特定頻率的電磁波呈現(xiàn)全反射特性或全透射特性,是一種無(wú)源的空間濾波器。自上世紀(jì)60年代后,FSS逐漸成為電磁場(chǎng)與微波技術(shù)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。由于它有很好的空間濾波特性,且具有低剖面利于共形等特點(diǎn),常應(yīng)用于雷達(dá)天線罩,反射面天線副反射器,太陽(yáng)能吸收表面,波極化器等方面。本文著眼于FSS在實(shí)際中的應(yīng)用和FSS性能的改進(jìn),做了以下具體的工作和研究:1.介紹了FSS的研究背景和研究意義。詳細(xì)分析了其工作原理,特性參數(shù)和柵瓣的產(chǎn)生。列舉了三種用于分析FSS作用機(jī)理的理論方法。2.本文設(shè)計(jì)了一種新型的帶阻FSS單元。并探討了各種類(lèi)型FSS單元對(duì)于不同極化波呈現(xiàn)的特性。對(duì)于極化穩(wěn)定性不理想的新型帶阻FSS,改進(jìn)了其排布方式。仿真結(jié)果顯示,調(diào)整排布方式后的新型帶阻FSS,極化穩(wěn)定性得到了增強(qiáng)。然后將其置于傳統(tǒng)微帶天線上方,適當(dāng)調(diào)整天線與FSS覆層的距離,用來(lái)增加天線的增益。通過(guò)HFSS軟件仿真,結(jié)果顯示加載FSS覆層后的天線的帶寬不變,方向性得到了加強(qiáng),垂直方向上增益提高了8.01dB。參照設(shè)計(jì)加工了微帶天線和雙層FSS的實(shí)物。經(jīng)測(cè)量后,實(shí)測(cè)結(jié)果與仿真數(shù)據(jù)相比有小量差異,說(shuō)明設(shè)計(jì)的正確性。3.對(duì)設(shè)計(jì)的帶阻型FSS單元做了改動(dòng),使其滿足小型化應(yīng)用領(lǐng)域。通過(guò)改變其結(jié)構(gòu)參數(shù),并利用耦合機(jī)理設(shè)計(jì)了互補(bǔ)式雙層結(jié)構(gòu)。仿真結(jié)果顯示,在單元周期大小不變的前提下,新型FSS單元相比傳統(tǒng)Y形單元諧振頻率降低了8.6GHz,達(dá)到了小型化的目的。將其應(yīng)用于印刷振子天線的反射板,通過(guò)軟件仿真,測(cè)得這種應(yīng)用方式可以有效的減小天線帶外的雷達(dá)散射截面(RCS)。
【關(guān)鍵詞】:FSS 高增益 極化穩(wěn)定性 小型化 RCS縮減
【學(xué)位授予單位】:安徽大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類(lèi)號(hào)】:TN820;O441.4
【目錄】:
- 摘要3-4
- Abstract4-8
- 第一章 緒論8-12
- 1.1 研究背景及意義8-9
- 1.1.1 研究背景8
- 1.1.2 研究意義8-9
- 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-11
- 1.3 本文主要工作和內(nèi)容安排11-12
- 第二章 FSS的基本理論12-29
- 2.1 FSS的工作原理12-13
- 2.2 FSS特性參數(shù)13-17
- 2.2.1 單元結(jié)構(gòu)和尺寸13-15
- 2.2.2 單元排布方式15-16
- 2.2.3 介質(zhì)層的加載16
- 2.2.4 入射角度與入射極化方式16-17
- 2.3 柵瓣的產(chǎn)生17-19
- 2.4 FSS理論分析方法19-29
- 2.4.1 模式匹配法20-24
- 2.4.2 譜域法24-28
- 2.4.3 等效電路法28-29
- 第三章 新型帶阻型FSS的設(shè)計(jì)及應(yīng)用29-47
- 3.1 新型帶阻FSS的設(shè)計(jì)29-37
- 3.1.1 雙層FSS與單層FSS的比較29-30
- 3.1.2 新型雙層FSS的設(shè)計(jì)和優(yōu)化30-33
- 3.1.3 新型FSS結(jié)構(gòu)極化穩(wěn)定性的改進(jìn)33-37
- 3.2 新型帶阻FSS對(duì)改善天線增益的應(yīng)用37-47
- 3.2.1 微帶天線簡(jiǎn)介37-40
- 3.2.2 幅相加權(quán)理論40-41
- 3.2.3 仿真與實(shí)測(cè)結(jié)果41-47
- 第四章 小型化FSS的設(shè)計(jì)與應(yīng)用47-61
- 4.1 小型化FSS設(shè)計(jì)47-52
- 4.2 小型化FSS在RCS縮減中的應(yīng)用52-61
- 4.2.1 RCS簡(jiǎn)介52-54
- 4.2.2 利用FSS反射板縮減RCS54-61
- 第五章 總結(jié)與展望61-63
- 參考文獻(xiàn)63-67
- 致謝67-68
- 攻讀碩士學(xué)位期間研究成果68
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