具有宽带吸波特性的超薄频率选择表面的设计研究
摘要：本文的主要工作是对频率选择表面进行研究，设计与应用。首先，在等效电路模型的基本理论和分析方法的基础上，对频率选择表面进行深入的研究，设计了两种不同结构的频率选择表面单元;其次，将超介质的概念应用到频率选择表面的设计中，提出了一种正交金属环结构的频率选择表面，并对其进行了加载天线的实验。采用金属网格加载耶律撒冷十字的结构设计出的带通FSS,它的最大特点是尺寸小，构造简单，并且可以在较宽的频率范围内实现任意工作频率的选择。通过对它谐振单元的各个尺寸参数和工作频率之间的关系进行研究,可以掌握它的性能和尺寸参数之间的关系。然后适当的调整FSS单元的尺寸参数，便可以设计出中心频率在5.7GHz下的频率选择表面。仿真结果显示:该频率下的反射系数S达到了27.6dB,-10dB所对应的频点分别为5.4GHz和5.93GHz，相对带宽为9.3%。采用金属网格加载双谐振环的结构设计出的FSS，它也具有尺寸小，结构简单。而与金属网格加载耶律撒冷十字的结构所不同的是，它有着双频带通性能。对这种形式的FSS，文章同样对其进行了各个尺寸参数和工作频率之间的关系进行的研究;最终所设计的谐振单元的两个工作频率分别为8.2GHz，11.3GHz。仿真结果显示:该单元在两个谐振频率下的反射系数Sn均小于-30dB，对应的相对带宽均大于10%。最后，文章提出了一种由正交金属环的阵列组成的非平面结构的FSS，并且将它加载到对称振子天线上进行研究,首先通过增大金属环的半径来改变天线与金属环之间的距离，然后在HFSS环境下扫描了距离变化对天线输入阻抗的影响。并且给出了在几种距离下的E面和H面方向图。接下来，又对加载了五单元和九单元的正交金属环阵列的天线分别进行了研究，给出了输入阻抗随频率变化关系曲线，并得到了在谐振频率下的E面和H面方向图。
关键词：频率选择表面，小型化，双频带，正交金属环阵列
一、国内的相关研究
国内在有关频率选择表面的研究方面较晚，由于频率选择表面广阔的应用领域，尤建是卫星通信和雷达系统，以及潜在的商业价值，近些年来发展十分迅速。频率选择表的理论与应用己成为微波毫米波技术领域的一个发展方向。但是到目前为止，我国对频率选择表面的分析研究仍然与国外存在较大的差距，仅仅限于几种特殊的结构单元，羊有对于特殊形状结构或者多层介质频率选择表面的电磁响应特性研究。最近几年，随着我国航空航天技术的快速发展带来了国内研究频率选择表面的热潮,用频率选择表面结构实现天线的多频复用以及设计雷达天线罩，国内的学者在这两个应用方面都做了较多研究。另外，国内学者和一些科研机构在频率选择表面理论分析和工程应用方面也作·了大量的研究工作，并取得了一定的成果。
二、国外的相关研究
早在上世纪六十年代，国外就开始对于频率选择表面的关注，由于计算机在电磁学中的应用，以及印刷电路技术的日趋成熟，为频率选择表面的研究提供了良好环境，带来了频率选择表面的一次研究热潮。美国的TK.Wul3及其研究团队长期致力于多频段卫星天线技术的研究，他们通过对多种单元形状和介质基片的频率选择表面分析，提出了多频段频率选择表面的较为完整的设计思路。1980年代末，美国llin大学R.Mittra教授的研究组“运用谱域法对频率选择表面结构进行深入研究，系统研究了能够对多层级联的、有限大小的频率选择表面进行准确有效分析的模型。与此等效电路法也被用于分析频率选择表面,使得高频电路原理可以被运用于频率选择的分析，同时也减少了计算机模拟频率选择表面的运算量。美国肯特大学的E.A团队用等效电路的方法，针对不同形式的周期单元给出了很多具有工程应用价值结果，同时也深入地研究了构成频率选择表面的各变量对频率的影响。新世纪以来因为单元频率选择表面的提出，为设计多频段频率选择表面开拓了新思路。除此人们还尝试着设计一些新的频率选择表面形式,如在频率选择表面屏之间增加波回路，或者采用多层不同介质基片等，用来改善频率选择表面的特性。
三、频率选择表面的工作原理
以上是毕业论文文献综述，课题毕业论文、任务书、外文翻译、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。
