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双频频率选择表面的研究

施凌飞  
【摘要】: 随着多频通信和多频探测技术的发展,多频频率选择表面(FSS)的研究很受关注。本文围绕双频FSS的研究,对电容加载FSS、Y环双频FSS和毫米波/红外双透FSS开展了数值仿真、等效电路建模和器件的设计研制工作,具体包括: 1.对电容加载圆形缝隙环FSS进行了性能分析,在数值仿真的基础上,提出了种适用于1~4GHz频段的电容加载FSS谐振频率经验计算式,为该FSS的快速设计提供了有效的解决途径。 2.构建了电容加载圆形缝隙环FSS的等效电路模型,给出了物理尺寸参数和等效电容和电感值之间的解析计算式,不仅使得FSS的设计更方便快捷,而且通过该模型可以阐明电容加载圆形缝隙环FSS出现双频谐振的机理,为这种FSS的研究提供了有效的理论基础。 3.在上述理论研究基础上设计研制了低频谐振频率为2.45GHz的电容加载圆形缝隙环FSS,仿真和实测结果表明该FSS的单元尺寸减小至传统FSS尺寸的34%,电磁波入射角从0°增加至60°时,谐振频率的偏移率小于0.5%。 4.在毫米波高频段,针对传统Y环分形FSS容易产生栅瓣且很难消除的问题,提出了一种新型Y环FSS结构,仿真和实测结果表明该结构不仅具有12.5GHz和35GHz的双频谐振特性,而且有效抑制了栅瓣。 5.针对毫米波/红外复合制导中导引头窗体材料的需求,开展了毫米波/红外双透FSS的研究,尝试用红外透明导电膜代替传统FSS中的金属,对这种特殊结构的FSS进行了设计和优化,仿真结果表明所设计的FSS在8mm波段的透过率可以达到90%以上,而表面金属占有率小于9%,确保了红外信号的透过率。


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