多層劃分像素化頻率選擇表面吸波性能的EDA優(yōu)化設(shè)計(jì).pdf

1、頻率選擇表面(FSS)吸波結(jié)構(gòu)是一種新型結(jié)構(gòu)型吸波材料，它已成為吸波材料研究熱點(diǎn)之一。如何設(shè)計(jì)頻率選擇表面的幾何圖形來獲得特定的吸波性能是一個(gè)復(fù)雜問題。本文設(shè)計(jì)的像素化頻率選擇表面層主要由金屬像素點(diǎn)圖案和加載的元器件兩部分組成，并采用分布估計(jì)算法（EDA），對(duì)器件加載的多層劃分像素化頻率選擇表面（MPFSS）的吸波性能進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。
　　本論文首先討論了EDA算法用于MPFSS優(yōu)化設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)以及相應(yīng)HFSS模型建立。在MPFSS的

2、優(yōu)化設(shè)計(jì)中，金屬像素點(diǎn)圖案和加載電阻的位置存在變量依賴關(guān)系，這種關(guān)系主要是通過建立概率分布模型中的條件概率模型來體現(xiàn)。經(jīng)過測(cè)試，種群個(gè)體數(shù)、優(yōu)勢(shì)個(gè)體數(shù)、算法代數(shù)分別設(shè)置為300、90、10。利用MATLAB調(diào)用HFSS對(duì)每個(gè)個(gè)體進(jìn)行仿真得到最優(yōu)結(jié)果。通過對(duì)不同像素點(diǎn)比例劃分的討論，確定1:2:4的劃分方案。
　　隨后本文對(duì)加載電阻的MPFSS在2-6 GHz頻率范圍內(nèi)的吸波性能進(jìn)行了優(yōu)化。得到的最優(yōu)單元結(jié)構(gòu)反射率低于-10 dB的

3、吸收帶寬為2.13-5.93 GHz。其優(yōu)化進(jìn)程驗(yàn)證了EDA建立概率分布模型的能力和快速收斂的效率。對(duì)應(yīng)的表面電流密度分布圖說明電阻損耗對(duì)提高吸波性能有重要作用。制備出的平板吸波結(jié)構(gòu)實(shí)物垂直吸波性能在-10 dB的吸收頻帶為2.43-6 GHz，實(shí)測(cè)與仿真結(jié)果高度符合，驗(yàn)證了MPFSS的EDA優(yōu)化設(shè)計(jì)的可行性和高效性。同時(shí)，其斜入射性能在入射角為30度以內(nèi)基本能達(dá)到2-6GHz范圍-10 dB的帶寬
　　最后，對(duì)有源器件加載的像素