發(fā)布時間：2020-08-28 09:25

　　 隨著信息化戰(zhàn)爭概念的興起,信息的篩選、加密以及隱身技術(shù)越來越重要。在這種情況下,具有頻率選擇功能的頻選天線罩在軍事上得到了廣泛應(yīng)用。頻選天線罩作為空間濾波器,其在一定角度域內(nèi)對特定頻率的電磁波具有選擇特性,且同時還可以降低天線的雷達(dá)散射截面(Radar Cross Section,RCS)。本文圍繞具有寬頻帶、寬角度特性的平面頻選天線罩做了以下工作:首先,通過應(yīng)用電磁波在多層介質(zhì)分界面的全透射、全反射以及電磁波在多層介質(zhì)中的多重反射特性,分析研究了電磁波在多層介質(zhì)天線罩中的傳播特性。在此基礎(chǔ)上,設(shè)計了在通帶和阻帶均具有寬頻帶特性,且通帶低插入損耗的兩種雙層頻率選擇表面(Frequency Selective Surface,FSS)。通過仿真分析了FSS各個結(jié)構(gòu)參數(shù)對其電性能的影響,并實現(xiàn)了在通帶頻帶范圍內(nèi)低插入損耗,寬角度特性,在阻帶頻帶范圍內(nèi)實現(xiàn)寬角度寬頻帶抑制的特性,其后制作了相應(yīng)實物并進(jìn)行了測試驗證,測試結(jié)果與仿真結(jié)果相符。隨后,將頻選天線罩和單個天線單元進(jìn)行聯(lián)合仿真,通過對比天線在加載頻選天線罩前后的方向圖分析頻選天線罩對天線的影響,并利用陣列綜合仿真分析了頻選天線罩對16×16均勻陣列方向圖增益、各角度指向、波瓣寬度的影響。之后分析了天線與天線罩集成距離對天線輻射特性的影響。并通過實驗驗證加載有頻選天線罩的陣列天線在各掃描角度下主波束指向偏移和波瓣寬度變化。之后使用矩量法對頻選天線罩進(jìn)行了RCS計算,利用解析公式和快速多極子算法計算了相同面積金屬板的RCS,并對頻選天線罩和金屬板的RCS進(jìn)行比較;接著分析對比了天線加載頻選天線罩前后的RCS,驗證了頻選天線罩降低天線RCS的作用。最后,研究了對通帶進(jìn)行匹配的頻選天線罩的兩種方法,一種是通過介質(zhì)加載的方式對帶阻FSS進(jìn)行通帶匹配;另一種是通過感性金屬柵格對帶阻FSS進(jìn)行通帶匹配。一方面對比分析加載和不加載介質(zhì)匹配層FSS的通阻帶特性,驗證加載介質(zhì)匹配層對FSS通帶的匹配作用。另一方面通過分析研究非諧振單元FSS的工作機理,設(shè)計了兩款非諧振單元頻選天線罩。其后對比這兩款非諧振單元FSS加載和不加載金屬柵格的通阻帶特性,驗證了金屬柵格層對FSS通帶的匹配作用。
【學(xué)位單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TN820.81
【部分圖文】：

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(2.3.18)分別就入射角為 0п、30п、60п時的電磁波進(jìn)行廣義反射系數(shù)的理論計算，并通過廣義反射系數(shù)計算出該多層介質(zhì)結(jié)構(gòu)的透射率，如圖 2.3.6 所示。(a) (b)圖 2.3.6 多層介質(zhì)結(jié)構(gòu)透射率(a)TE 波；(b)TM 波由于這種計算方法主要針對無耗理想多層介質(zhì)，因此計算出的反射系數(shù)和透射系數(shù)與實際有耗介質(zhì)有些偏差。在此基礎(chǔ)上，利用高頻仿真軟件 HFSS 對該多層介質(zhì)進(jìn)行多角度寬頻帶仿真，得出該多層介質(zhì)的整體透射率如圖 2.3.7 所示。

R=s/4R=s1/4(a) (b)圖 3.1.1 頻率選擇表面復(fù)合十字組合結(jié)構(gòu)模型 (a)上層；(b)下層將上述 FSS 屏加載到多層介質(zhì)結(jié)構(gòu)上，如圖 3.3.1(b)所示，便構(gòu)成了頻選天線罩單元結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)從上到下分別為外蒙皮層、金屬 FSS 屏上層、介質(zhì)基板層、支撐介質(zhì)層、FR4 層、金屬 FSS 下層、外蒙皮層。其中上下蒙皮厚度為 0.44mm，相對介電常數(shù)為 3.2；中間支撐介質(zhì)厚度為 18mm，相對介電常數(shù)為 1.1；介質(zhì)基底厚度為 0.2mm，相對介電常數(shù)為 4.4。3.1.2 復(fù)合十字結(jié)構(gòu)單元參數(shù)分析

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2807397