帶通型寬阻帶及圓極化頻率選擇表面技術研究.pdf

1、頻率選擇表面（Frequency Selective Surface，F(xiàn)SS）是一種人工電磁周期結構，其頻率響應具有特殊的頻率選擇特性，可以對特定頻率的電磁波進行反射或者透射，帶內傳輸/反射損耗小，帶寬和諧振頻率等指標可控性好。因此，F(xiàn)SS自從問世以來就受到了廣泛且持續(xù)的關注。雖然FSS的報道文獻較多，但是多數(shù)集中于對單層FSS形狀的研究及小型化實現(xiàn)策略。對于實際具有重要工程應用價值的多層級聯(lián)FSS的文獻報道并不多。此外，在一些新興的應

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一步探討。
　　根據(jù)現(xiàn)有FSS的發(fā)展情況和新的工程應用需求，本文以帶通型寬阻帶FSS和帶通型圓極化FSS為兩個基本設計目標，基于等效電路模型方法，對所提出的FSS工作原理和設計方法進行了深入的研究和分析。本文的主要內容安排如下：
　　首先，本文介紹了FSS的研究背景和研究意義。根據(jù)FSS的應用場景，對國內外FSS的

3、發(fā)展動態(tài)進行了分類、梳理。其中，對目前幾種熱門應用，簡要地分析了FSS的工作原理，總結了這些設計中的創(chuàng)新點和不足之處，這為本文的相關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設計方面的劣勢后，本文采用了新穎的非諧振型級聯(lián)單元作為設計基礎，并且合理設計單元中的介質分布，實現(xiàn)了帶通型寬阻帶FSS的設計目標。此外，文中還分析了非諧振型級聯(lián)單元多層金屬層之間的陣列干涉現(xiàn)象。仿真結果表明，本文設計的帶通型寬阻帶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。
　　對于K波段帶通型圓極化FSS設計，本文首先理論分析了單層方槽單元的TE和TM極化波響應一致性對入射角和單元幾何尺寸的依賴關系。然后，采用雙層方槽級聯(lián)結構，結合等效電路模型優(yōu)化方法，獲得了最終設計結果。在0°～60°入射角域，通帶內圓極化波的插損和軸比均小于1dB。并且對這一款FSS進行了加工和測試，測試曲線和仿真結果吻合良好。
　　最后，在線極化帶通型寬阻帶FS