基于場(chǎng)分析方法的寬帶FSS的研究.pdf

1、頻率選擇表面(FSS)是近年來較為引人關(guān)注的微波器件,它以其自身對(duì)入射波良好的透射特性和反射特性被越來越多的領(lǐng)域所應(yīng)用。隨著研究工作的深入,對(duì)于FSS結(jié)構(gòu)單元以及整體陣列帶寬的要求也越來越高,窄帶FSS陣列已經(jīng)無法滿足頻率選擇表面在各方面的實(shí)際應(yīng)用需求。因此對(duì)于具有寬頻帶特性的FSS單元的研究已經(jīng)成為目前頻率選擇表面領(lǐng)域的熱門研究問題之一
　　本文摒棄了傳統(tǒng)的等效電路理論,而是采用分析電場(chǎng)解析形式的方式對(duì)FSS結(jié)構(gòu)從單元到陣列進(jìn)行

2、深入探索。理論方面不僅對(duì)電磁場(chǎng)耦合造成的電流特殊走向進(jìn)行剖析并給出分析策略,同時(shí)也以數(shù)值求解為依托對(duì)所設(shè)計(jì)的FSS結(jié)構(gòu)進(jìn)行場(chǎng)的求解。全文以拓寬結(jié)構(gòu)帶寬為目的,從傳統(tǒng)的單層頻率選擇表面出發(fā),由淺入深層層遞進(jìn),其中涉及到的仿真工作均由軟件CST MICROWAVE STUDIO完成,實(shí)物加工和測(cè)試在哈爾濱工業(yè)大學(xué)微波暗室進(jìn)行。
　　本文首先對(duì)FSS單元設(shè)計(jì)的相關(guān)理論進(jìn)行了介紹,并通過比較整理給出了常用的等效電路方法存在的缺陷和復(fù)雜之處

3、。之后從簡(jiǎn)單單元單層結(jié)構(gòu)的仿真入手,探索給出了FSS單元陣列在設(shè)計(jì)和加工過程中需要考慮的主要影響因素并且總結(jié)出設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)遵循的原則及設(shè)計(jì)技巧。其次,本文利用基本模型的結(jié)果,以六邊形貼片結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ),先后建立了新型的單層和雙層FSS陣列。再最終模型中,通過過孔將上下層結(jié)構(gòu)進(jìn)行連接從而形成電流制約,對(duì)于單元的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行反復(fù)優(yōu)化,實(shí)現(xiàn)了將諧振于相近頻點(diǎn)的六邊形結(jié)構(gòu)的響應(yīng)在頻域形成融合,從而帶來寬頻帶的特性。而后給出了所設(shè)計(jì)FSS結(jié)構(gòu)的加工實(shí)物并

4、對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行討論,對(duì)仿真結(jié)果和實(shí)測(cè)結(jié)果給出比較和分析。最后,利用電磁場(chǎng)解析計(jì)算方法,由單振子出發(fā)對(duì)所設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的電磁場(chǎng)數(shù)值解進(jìn)行計(jì)算,給出理論場(chǎng)值。
　　本文研究的FSS結(jié)構(gòu)樣式新穎,理論完備而具有獨(dú)創(chuàng)性,實(shí)現(xiàn)了對(duì)于傳統(tǒng)頻率選擇表面的帶寬增強(qiáng),相對(duì)帶寬達(dá)到23.7％,完成了寬頻帶的預(yù)期指標(biāo)。論文不僅完整說明了FSS結(jié)構(gòu)的理論分析和仿真結(jié)果,也實(shí)現(xiàn)了實(shí)物的加工制作和測(cè)試探討。本文為頻率選擇表面在頻帶方面的探索和發(fā)展提供新的詳盡的思路