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《南京航空航天大学》 2012年
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基于FDTD方法的频率选择表面建模和应用研究

赵芳芳  
【摘要】:本文主要针对频率选择表面(Frequency Selective Surface, FSS)在带通雷达罩中的应用问题,给出了一种新的基于时域有限差分法(Finite-Difference Time-Domain, FDTD)的曲面FSS建模技术,并编程实现了基于FDTD方法的曲面FSS建模及雷达散射截面(Radar Cross Section, RCS)计算软件。应用开发的软件进行了建模验证及RCS验算,证明了建模方法的正确性及软件用于FSS带通雷达罩RCS计算的可行性。此外,本文还仿真分析了介质基板、多屏级联等对FSS性能的影响,并对FSS在节能玻璃中的应用作了一定的探索研究。本文的主要工作及创新点归纳如下: (1)针对FSS在带通雷达罩中的应用问题,给出了一种基于FDTD方法的曲面FSS建模方法,并进行了直角坐标系中理论公式的推导,包括圆柱、圆锥及截球形等情况。同时给出了在不同曲面表面不同类型FSS的建模结果,验证了本文建模方法的正确性。 (2)将建模方法与FDTD方法相结合编程实现了适用于多核工作站的曲面FSS建模及电磁仿真软件包,应用开发的软件包分析了圆柱表面加载不同类型FSS的单站RCS情况,证明孔径型FSS能够缩减谐振频带外的RCS;并且仿真分析了圆柱罩表面电大尺寸孔径型偶极子FSS的单站RCS。 (3)在Linux系统下采用并行计算技术对软件进行加速计算,有效地提高了计算速度;并进一步应用GTK技术开发了软件界面,实现了良好的人机交互界面。 (4)仿真分析了FSS在节能玻璃中的应用,并设计了三种环形FSS单元,在维持节能玻璃保温性和隔热性的同时改善节能玻璃对900MHz-2000MHz频段信号(例如移动通信信号(2G/3G)、全球定位系统(GPS))的透过率;同时对2.45GHz-5.25GHz频段的无线信号具有较好的阻隔作用,能保证室内无线信号通信的安全性;并且所设计的环形FSS单元具有很好的极化和角度稳定性。
【学位授予单位】:南京航空航天大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TN011

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【参考文献】
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