【摘 要】
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频率选择表面(Frequency Selective Surface,FSS)是一种二维平面周期结构,通常由金属贴片或者孔径单元构成,对不同工作频段、极化方式和入射角度的电磁波具有频率选择作用,常
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频率选择表面(Frequency Selective Surface,FSS)是一种二维平面周期结构,通常由金属贴片或者孔径单元构成,对不同工作频段、极化方式和入射角度的电磁波具有频率选择作用,常被用作空间滤波器,在军事隐身、电磁兼容、电子对抗、微波通信等领域也有广泛应用。国内外学者对利用金属单元设计的频率选择表面进行了大量的研究,其主要问题是工作带宽较窄,设计结构较复杂。尤其是在高功率电磁波照射下,频率选择表面金属部分易产生电弧,表面波损耗会增加,频率选择特性变差。针对这些情况,本文主要做了以下研究工作:首先,研究了频率选择表面的基本概念、分析方法及其在电磁和通信领域的主要应用;介绍了人工电磁材料的基本理论及其特殊电磁性质,并研究了利用等效媒质理论研究周期结构,以及如何提取人工电磁材料的本构参数。其次,利用全波仿真软件研究了影响频率选择表面传输特性的因素。主要研究了单元形状、单元尺寸、单元间距、介质加载、多屏级联、排列方式以及入射波极化方式和入射角度等对其性能的影响。并利用高介低损微波陶瓷设计了一种带阻型全介质FSS。最后,设计了一种具有“开关”功能的纯介质频率选择表面,该FSS结构可以实现通带和阻带之间的切换。利用等效媒质理论分析了其工作原理,使用全波仿真软件研究了介质柱内部电场磁场分布。在微波暗室内对FSS样品进行实验测量,测量结果和仿真结果基本吻合。
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