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