帶通FSS在天線系統(tǒng)中應(yīng)用的仿真設(shè)計(jì).pdf

1、頻率選擇表面（Frequency Selective Surface，F(xiàn)SS）是一種平面二維周期性陣列結(jié)構(gòu)，其本質(zhì)是一個(gè)電磁空間濾波器，頻率選擇表面與電磁波在相互作用時(shí)會(huì)表現(xiàn)出明顯的帶通或帶阻的電磁波透射特性。頻率選擇表面良好的頻率選擇和極化選擇特性，能夠有效控制電磁波的傳輸與反射，隨著科技的不斷進(jìn)步與發(fā)展，頻率選擇表面已經(jīng)越來(lái)越多的應(yīng)用于微波、紅外波及可見(jiàn)光波段。
　　 近些年，國(guó)內(nèi)外的學(xué)者及研究機(jī)構(gòu)對(duì)頻率選擇表面進(jìn)行了各種深

2、入的研究與分析，人們對(duì)頻率選擇表面各種特性的認(rèn)識(shí)也日趨完善?，F(xiàn)階段，如何有效利用頻率選擇表面的電磁波透射特性以使其能更好的應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐中已成為頻率選擇表面的主要研究方向。針對(duì)頻率選擇表面在實(shí)際應(yīng)用中的問(wèn)題，本文主要從以下幾個(gè)方面展開(kāi)了分析研究與仿真設(shè)計(jì):
　　 1、頻率選擇表面應(yīng)用于雷達(dá)天線罩時(shí)，由于電磁波在通過(guò)帶通型頻率選擇表面時(shí)引起的諧波效應(yīng)及兩者相互作用時(shí)產(chǎn)生的表面波影響，會(huì)在濾波過(guò)程中產(chǎn)生柵瓣。如果柵瓣產(chǎn)生的位置在敵方

3、雷達(dá)的勘測(cè)頻率內(nèi)，無(wú)疑會(huì)使頻率選擇表面起不到隱身作用。針對(duì)帶通型頻率選擇表面應(yīng)用于雷達(dá)天線罩上的柵瓣問(wèn)題，本文通過(guò)數(shù)值計(jì)算和仿真分析設(shè)計(jì)了特性良好的優(yōu)化型單層介質(zhì)加載雙層頻率選擇表面縫隙陣列結(jié)構(gòu)和以此為基礎(chǔ)改進(jìn)的雙層介質(zhì)加載三層頻率選擇表面縫隙陣列結(jié)構(gòu)，有效地解決了在實(shí)用中電磁波大角度入射時(shí)，各類柵瓣過(guò)早、連續(xù)出現(xiàn)的問(wèn)題，并給出了詳細(xì)的研究過(guò)程與仿真設(shè)計(jì)結(jié)果。
　　 2、雙頻及多頻頻率選擇表面結(jié)構(gòu)一直是頻率選擇表面研究的熱點(diǎn)。通

4、過(guò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)改變使得頻率選擇表面濾波特性呈現(xiàn)雙頻及多頻特性具有重要的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。長(zhǎng)期以來(lái)，人們對(duì)雙頻及多頻結(jié)構(gòu)頻率選擇表面的研究與設(shè)計(jì)往往只針對(duì)單一結(jié)構(gòu)及特殊結(jié)構(gòu)，沒(méi)有形成任意結(jié)構(gòu)都可設(shè)計(jì)為雙頻或多頻的統(tǒng)一規(guī)律，設(shè)計(jì)符合一定選頻特性規(guī)律的頻率選擇表面已經(jīng)成為科研技術(shù)人員研究設(shè)計(jì)頻率選擇表面的重要方向。本文對(duì)分形結(jié)構(gòu)理論在頻率選擇表面設(shè)計(jì)中的應(yīng)用進(jìn)行了研究，并以經(jīng)典的“Y”型及十字形結(jié)構(gòu)為例，分別仿真設(shè)計(jì)了其分形結(jié)構(gòu)，通過(guò)對(duì)仿真結(jié)果的詳細(xì)

5、分析得出了分形結(jié)構(gòu)在頻率選擇表面中應(yīng)用的特性和規(guī)律，對(duì)分形理論在頻率選擇表面中的應(yīng)用具有一定的指導(dǎo)意義。
　　 3、帶通型頻率選擇表面應(yīng)用于機(jī)載或艦載雷達(dá)天線罩上對(duì)飛機(jī)或者軍艦有隱身的作用。如何在雷達(dá)天線罩結(jié)構(gòu)中嵌入頻率選擇表面以獲得實(shí)用效果良好的濾波特性是頻率選擇表面應(yīng)用中的一個(gè)重要問(wèn)題。本文通過(guò)詳細(xì)研究分析常用雷達(dá)天線罩的A型夾層結(jié)構(gòu)，在保持夾層結(jié)構(gòu)機(jī)械特性不受影響的條件下，仿真設(shè)計(jì)了一種具有雙頻帶通特性的優(yōu)化型A型夾層頻率

6、選擇表面雷達(dá)天線罩，仿真結(jié)果表明這種結(jié)構(gòu)達(dá)到了實(shí)用所需機(jī)械及濾波特性。
　　 4、根據(jù)頻率選擇表面的電磁波透射特性，通過(guò)改進(jìn)其結(jié)構(gòu)形成高阻抗表面或慢波結(jié)構(gòu)后可以將其應(yīng)用于天線設(shè)計(jì)中。利用慢波結(jié)構(gòu)改變電磁波的相速度可以降低天線的設(shè)計(jì)高度，提高其回波損耗，同時(shí)可以減小天線的雷達(dá)散射截面(Radar Cross Section，RCS)。本文將改進(jìn)型帶通頻率選擇表面形成的慢波結(jié)構(gòu)利用到PIFA微帶貼片天線地平面設(shè)計(jì)中，并對(duì)其進(jìn)行了仿真