毫米波由于兼具微波全天候工作以及紅外光波寬頻帶、高分辨率的特點(diǎn),在遠(yuǎn)程雷達(dá)、電子對(duì)抗、電子干擾等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景�；匦胁ü茉诤撩撞ǖ阮l段上具有高峰值功率以及高平均功率輸出等優(yōu)點(diǎn)。因此,越來(lái)越多的毫米波雷達(dá)系統(tǒng)開(kāi)始使用回旋行波管作為其大功率源。為了有效地將回旋行波管輸出的功率傳輸至雷達(dá)天線系統(tǒng),必須搭建大功率毫米波傳輸鏈路。在傳輸鏈路系統(tǒng)中,需要對(duì)電磁波進(jìn)行頻率分離、極化轉(zhuǎn)換等操作。頻率選擇表面(FSS)具有空間濾波功能,能夠?qū)崿F(xiàn)電磁波高隔離度分離。因此,大功率毫米波FSS可實(shí)現(xiàn)鏈路系統(tǒng)多頻復(fù)用,提高鏈路系統(tǒng)的利用率。由于與其它極化形式電磁波相比,圓極化波具有更多的優(yōu)勢(shì)�；诖蠊β屎撩撞‵SS設(shè)計(jì)的圓極化器在完成電磁波分離的同時(shí)實(shí)現(xiàn)極化轉(zhuǎn)換,節(jié)省了一個(gè)大功率器件的使用,使得鏈路系統(tǒng)更緊湊。因此,大功率毫米波FSS以及圓極化器的研究具有重要意義。本文首先從FSS的基本理論與Floquet定理出發(fā),深入研究了可應(yīng)用大功率毫米波環(huán)境下全金屬FSS的頻率分離特性,并設(shè)計(jì)了工作于Q波段與K波段的FSS,實(shí)現(xiàn)了電磁波高隔離度分離。在此基礎(chǔ)上,通過(guò)對(duì)圓極化波以及基于FSS圓極化器理論的研究,并結(jié)合矩形波導(dǎo)色散理論,設(shè)計(jì)了一種大功率毫米波圓極化器,仿真的單層圓極化器軸比帶寬不能滿足設(shè)計(jì)要求。為拓寬軸比工作帶寬,根據(jù)濾波器設(shè)計(jì)中多層級(jí)聯(lián)設(shè)計(jì)方法,論文提出了基于FSS圓極化器軸比帶寬的優(yōu)化方案。采用雙層級(jí)聯(lián)的方式拓寬了圓極化器軸比的工作帶寬,從而達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。接著,論文給出了圓極化器的加工實(shí)物與測(cè)試結(jié)果。測(cè)試結(jié)果很好地驗(yàn)證了前文的設(shè)計(jì)。本文最后詳細(xì)研究了金屬光柵圓極化器理論,并設(shè)計(jì)了單層光柵圓極化器。圓極化器采用基于正弦函數(shù)微擾平板波導(dǎo)結(jié)構(gòu)來(lái)改善軸比帶寬,且探討了正弦函數(shù)周期數(shù)的變化對(duì)圓極化器軸比性能的影響。接著,基于模匹配方法和級(jí)聯(lián)散射矩陣?yán)碚?論文提出了雙層級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)。最后,論文基于排列方向相互垂直的兩組平板波導(dǎo)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)了雙層級(jí)聯(lián)光柵圓極化器。設(shè)計(jì)的光柵圓極化器還具有交叉極化電平低,傳輸效率高的特點(diǎn)。
【學(xué)位單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TN015
【部分圖文】：

擇表面技術(shù)面(Frequency selective surface, FSS)[9-10]是由二維屬屏上或者是在介質(zhì)板上周期性排布的單元類型應(yīng)用行業(yè)，當(dāng)一束電磁波入射到金屬端面時(shí)，電，散射場(chǎng)和反射場(chǎng)組成了空間內(nèi)總場(chǎng)，因此該電散射截面(Radar Cross Section，RCS)是雷達(dá)隱身技的通過(guò)使用吸波材料或變換物體形狀來(lái)改變散射具有很多缺點(diǎn)。第一，吸波材料的使用不僅增加了飛行器的空氣阻力并惡化天線的其它性能。第二波繞過(guò)物體而傳播的方法是可行的，但在實(shí)際工狀是給定的而無(wú)法輕易改變。當(dāng)采用頻率選擇表雷達(dá)工作頻段內(nèi)的電磁波。在工作頻帶外，它的]，濾除掉對(duì)應(yīng)頻段的電磁波，從而顯著降低雷達(dá)能。如圖 1-1 所示為 FSS 在雷達(dá)天線罩中的應(yīng)用

圖 1-2 頻率選擇表面作為多頻反射面天線的副反射面[12]S 的隱身應(yīng)用領(lǐng)域里，歐美國(guó)家起步最早，并且多項(xiàng)研究成程應(yīng)用中。例如，F(xiàn)SS 已應(yīng)用于各國(guó)海軍的水面艦隊(duì)，包括運(yùn)輸艦等，且美國(guó)采用 FSS 已成功開(kāi)發(fā)出全封閉式的隱身隱身效果。頻率選擇表面的應(yīng)用逐漸成為各國(guó)艦艇隱身技段。國(guó)內(nèi)在該領(lǐng)域的起步雖然較晚，但是工程應(yīng)用的強(qiáng)烈重點(diǎn)研究項(xiàng)目。高選擇性、高角度穩(wěn)定性的 FSS 因?yàn)槠湓谥狄勋@得了廣泛的關(guān)注。信息化戰(zhàn)爭(zhēng)背景下，對(duì)電磁波的頻段的需求變得越來(lái)越高波等高頻段發(fā)展。隨著學(xué)者們對(duì)頻率選擇表面探索得逐漸擇表面的低插損、小尺寸、高工作頻率的優(yōu)點(diǎn)在毫米、亞此，研究大功率毫米波頻率選擇表面的設(shè)計(jì)方法，具有重要極化器技術(shù)

源均為線極化器件，若要獲得理想轉(zhuǎn)換。擇表面具有空間濾波功能，能夠?qū)嵅降兀诖蠊β屎撩撞l率選擇能夠改變其極化特性，實(shí)現(xiàn)線極化輸發(fā)射技術(shù)的一個(gè)研究重點(diǎn)。及圓極化器的國(guó)內(nèi)外研究歷史的發(fā)展動(dòng)態(tài)概念最初由 David Rittenhouse 于 1日光的衍射現(xiàn)象中得到了啟發(fā)，因泛應(yīng)用在實(shí)際工程領(lǐng)域。航空航天局(NASA)采用厚金屬板其中 X 波段雙頻傳輸，S 波段全反
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本文編號(hào)：2867536