基于超材料的頻率選擇表面的研究.pdf

1、頻率選擇性表面(FSS)是一種由位于介質(zhì)層上或者夾在介質(zhì)層中間的周期性的導(dǎo)電貼片單元或者孔徑單元構(gòu)成的單層或多層的準(zhǔn)平面結(jié)構(gòu)。它對(duì)電磁波具有一定的頻率選擇特性,其本質(zhì)特征是能夠?qū)Σ煌l率,不同入射角和不同激化狀態(tài)的電磁波呈現(xiàn)濾波特性,在通信系統(tǒng)和雷達(dá)系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用。
　　 超材料是近年來材料科學(xué)和物理學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一,它具有負(fù)群速度、負(fù)折射率、理想成像、逆多普勒頻移、反常切連科夫輻射等奇異的物理性質(zhì)。目前,微波段超材料

2、研究已日益成熟,在無線通訊領(lǐng)域?qū)⒂泻艽蟮膽?yīng)用前景。
　　 在表面金屬和基片的材料受到成本,加工工藝等條件的限制下,設(shè)計(jì)頻率選擇表面的主要任務(wù)是選擇比較好的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。而作為一種準(zhǔn)二維的電磁結(jié)構(gòu),頻率選擇表面的基片材料和厚度對(duì)于表面的電磁特性也有重要的影響。本文利用超材料的特殊物理性質(zhì),對(duì)現(xiàn)有技術(shù)基礎(chǔ)上所實(shí)現(xiàn)的頻率選擇表面加以改進(jìn),設(shè)計(jì)一種優(yōu)化的具有尺寸小,波形良好等特點(diǎn)的頻率選擇表面,使其具有通帶內(nèi)波形更平坦,處理不同方向極化波,

3、在更寬入射角范圍內(nèi)具有良好的頻率響應(yīng)等特點(diǎn)。
　　 本文克服了傳統(tǒng)超材料結(jié)構(gòu)(DSRR)對(duì)于入射電磁波極化方向的嚴(yán)格要求,設(shè)計(jì)出一種矩形雙開口諧振環(huán)構(gòu)混合排列單元格的頻率選擇表面模型,使其對(duì)于各個(gè)方向的入射電磁波有著同樣的頻率相應(yīng),其工作頻率為9.65GHz,中心頻率點(diǎn)反射系數(shù)S11達(dá)到-35dB,并且在中心頻率附近800MHz帶寬范圍內(nèi)衰減低于-10dB。通過物理尺寸的線.性變換使得該模型可以構(gòu)造出工作在半頻率點(diǎn)和四分之一頻率