基于組合單元的頻率選擇表面設(shè)計(jì).pdf

1、頻率選擇表面(Frequency Selective Surface，F(xiàn)SS)是具有濾波特性的無限大平面，F(xiàn)SS的主要由按周期排列的諧振單元組成，諧振單元是金屬貼片或者在整個(gè)金屬板上的縫隙開槽。FSS與入射到它上面的電磁波相互作用，能使得這些電磁波有選擇的通過這個(gè)平面。在入射電磁波的頻率與FSS諧振頻率相等時(shí)，金屬貼片單元對該電磁波顯現(xiàn)出全反射的濾波特性，金屬板上的縫隙單元?jiǎng)t對電磁波顯現(xiàn)出全透射的特性。FSS的發(fā)展已經(jīng)有較長的歷史，接近

2、200多年。FSS在電磁領(lǐng)域的應(yīng)用面極其的廣闊，設(shè)計(jì)出高性能的FSS也一直是許多學(xué)者的執(zhí)著的方向。
　　 本文主要研究了組合法在頻率選擇表面的應(yīng)用，首先介紹了頻率選擇表面的基本特性、技術(shù)參數(shù)對它的傳輸特性的影響，然后比較了各種分析方法的優(yōu)缺點(diǎn)，分別設(shè)計(jì)了帶通和帶阻頻率選擇表面，并分析和研究了他們的形成機(jī)理。首先從傳統(tǒng)單元的頻率選擇表面出發(fā)，研究頻率選擇表面的頻率響應(yīng)與單元結(jié)構(gòu)、單元間距、介質(zhì)加載、入射波性能等之間的關(guān)系。經(jīng)過仿真

3、和實(shí)驗(yàn)探究了十字型縫隙單元和方環(huán)形縫隙單元的頻率選擇表面，獲得單邊陡降頻率響應(yīng)需要的條件，其中，多層聯(lián)級是關(guān)鍵設(shè)計(jì)。
　　 然后，運(yùn)用組合法將十字型縫隙和方環(huán)型縫隙組合起來，成為一種新型的頻率選擇表面單元，并且加載多層聯(lián)級介質(zhì)，利用十字型縫隙FSS單元的上升沿陡降截止頻率響應(yīng)特性與方環(huán)型FSS單元的下降沿陡降截止特性，設(shè)計(jì)了一種具有平頂雙邊陡降頻率響應(yīng)特性的頻率選擇表面。通過仿真完成了單元尺寸、單元間距、以及介質(zhì)層加載的設(shè)計(jì)，然

4、后根據(jù)仿真設(shè)計(jì)的參數(shù)將其制作成實(shí)物，實(shí)驗(yàn)測試結(jié)果與仿真結(jié)果基本相符。
　　 最后，再次運(yùn)用組合法設(shè)計(jì)了一種雙阻帶的頻率選擇表面，并將其運(yùn)用到天線上，作為天線的反射面改善天線的輻射特性。設(shè)計(jì)的頻率為應(yīng)用較廣的WLAN通信頻率，方環(huán)貼片在低頻處產(chǎn)生諧振，形成低頻阻帶;圓環(huán)在高頻處產(chǎn)生諧振，得到高頻阻帶。然后根據(jù)天線原理設(shè)計(jì)了一款雙頻的單極子貼片天線，中心頻率與天線的工作頻率一致，將雙阻帶頻率選擇表面放置在饋源與輻射單元之間，將天線的