帶通型寬阻帶及圓極化頻率選擇表面技術(shù)研究.pdf

1、頻率選擇表面（Frequency Selective Surface，F(xiàn)SS）是一種人工電磁周期結(jié)構(gòu)，其頻率響應(yīng)具有特殊的頻率選擇特性，可以對(duì)特定頻率的電磁波進(jìn)行反射或者透射，帶內(nèi)傳輸/反射損耗小，帶寬和諧振頻率等指標(biāo)可控性好。因此，F(xiàn)SS自從問世以來就受到了廣泛且持續(xù)的關(guān)注。雖然FSS的報(bào)道文獻(xiàn)較多，但是多數(shù)集中于對(duì)單層FSS形狀的研究及小型化實(shí)現(xiàn)策略。對(duì)于實(shí)際具有重要工程應(yīng)用價(jià)值的多層級(jí)聯(lián)FSS的文獻(xiàn)報(bào)道并不多。此外，在一些新興的應(yīng)

2、用中，往往要求FSS有更好的表現(xiàn)，如具有寬帶帶外抑制的帶通型FSS和圓極化波工作方式的FSS，這些研究方向有待進(jìn)一步探討。
　　根據(jù)現(xiàn)有FSS的發(fā)展情況和新的工程應(yīng)用需求，本文以帶通型寬阻帶FSS和帶通型圓極化FSS為兩個(gè)基本設(shè)計(jì)目標(biāo)，基于等效電路模型方法，對(duì)所提出的FSS工作原理和設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了深入的研究和分析。本文的主要內(nèi)容安排如下：
　　首先，本文介紹了FSS的研究背景和研究意義。根據(jù)FSS的應(yīng)用場(chǎng)景，對(duì)國(guó)內(nèi)外FSS的

3、發(fā)展動(dòng)態(tài)進(jìn)行了分類、梳理。其中，對(duì)目前幾種熱門應(yīng)用，簡(jiǎn)要地分析了FSS的工作原理，總結(jié)了這些設(shè)計(jì)中的創(chuàng)新點(diǎn)和不足之處，這為本文的相關(guān)研究提供了參照和依據(jù)。
　　其次，在分析了傳統(tǒng)諧振型單元在寬阻帶FSS設(shè)計(jì)方面的劣勢(shì)后，本文采用了新穎的非諧振型級(jí)聯(lián)單元作為設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，并且合理設(shè)計(jì)單元中的介質(zhì)分布，實(shí)現(xiàn)了帶通型寬阻帶FSS的設(shè)計(jì)目標(biāo)。此外，文中還分析了非諧振型級(jí)聯(lián)單元多層金屬層之間的陣列干涉現(xiàn)象。仿真結(jié)果表明，本文設(shè)計(jì)的帶通型寬阻帶F

4、SS具有通帶插損小、矩形系數(shù)高和帶外抑制頻帶寬等優(yōu)良特性。
　　對(duì)于K波段帶通型圓極化FSS設(shè)計(jì)，本文首先理論分析了單層方槽單元的TE和TM極化波響應(yīng)一致性對(duì)入射角和單元幾何尺寸的依賴關(guān)系。然后，采用雙層方槽級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)，結(jié)合等效電路模型優(yōu)化方法，獲得了最終設(shè)計(jì)結(jié)果。在0°～60°入射角域，通帶內(nèi)圓極化波的插損和軸比均小于1dB。并且對(duì)這一款FSS進(jìn)行了加工和測(cè)試，測(cè)試曲線和仿真結(jié)果吻合良好。
　　最后，在線極化帶通型寬阻帶FS