C波段頻率選擇表面的仿真設計.pdf

1、FSS(Frequency Selective Surface頻率選擇表面)，是一種大量無源諧振單元在介質層上按二維周期性排列構成的單層或多層準平面結構。它對電磁波和光波具有一定的頻率選擇特性，是一種周期結構。頻率選擇表面本身不吸收射頻能量，卻能起到頻率濾波的作用。FSS對電磁波的散射特性隨著頻率而變化，它對某些頻帶內的入射電磁波幾乎全透明，而對其頻帶外的入射波則呈現(xiàn)接近全反射的特性。其頻率特性主要取決于諧振單元的形式、周期性分布的形式

2、以及周圍的介質。當頻率選擇表面的諧振單元在某一頻率上諧振時，這一頻率的電磁波、光波被全反射或全透射。實質上頻率選擇表面呈現(xiàn)出開放空間的電磁濾波器的功能，因此它在科學和工程等領域具有較大的應用價值，近年來己成為微波和天線學者們研究的一個方向，越來越受到世界各國的重視。
　　 FSS的特性取決于眾多幾何參數(shù)，一方面造成分析計算的復雜性，另一方面又提供了實現(xiàn)多種頻響特性的靈活性。FSS的特性與其周期單元的幾何形狀、尺寸、排列方式、周期

3、、極化方式、介質襯底的厚度、電磁特性參量、FSS的層數(shù)以及入射波的入射方向有關。
　　 FSS的分析可分為近似方法、嚴格的全波技術兩大類。其中近似方法包括變分方法、等效電路法，嚴格的全波技術包括模匹配法、譜域法、迭代法、DFT法、有限元法、時域有限差分法等。
　　 FDTD是對與時間相關的麥克斯韋方程的直接求解，在電磁場問題的數(shù)值計算中具有廣泛的應用，是目前射頻器件以及光器件的計算機仿真的最有效的方法之一。
　　

4、 本文在分析FSS技術和方法的基礎上，利用時域有限差分法FDTD(Finite-Difference Time-Domain)，借助于相關仿真軟件，重點對單層PEC耶路撒冷十字形孔徑FSS平面模型、單層PEC雙層介質模型、雙層PEC三層介質的耶路撒冷十字孔徑模型、雙層銅三層介質的耶路撒冷十字孔徑模型、Y形的FSS模型和圓環(huán)形FSS模型作了仿真設計，分析了其透射和匹配特性，并進行了相應的比較。大致得到了設計參數(shù)對FSS特性影響的規(guī)律，獲得