高性能三维频率选择表面的设计及特性研究

发布时间：2025-04-15 00:02

　　近年来,频率选择表面(Frequency Selective Surface,FSS)作为空间滤波器,被广泛应用于雷达天线罩、天线副反射器、吸波体以及电磁屏蔽等。由于其独特的滤波特性,越来越受到研究人员的关注。相比于二维FSS来说,三维(Three-Dimensional,3D)FSS具有更大的设计自由度,在单元结构中可以构建多个谐振模式,由此产生多个传输零极点,从而提高FSS的性能。本文提出了三种新型的三维单元结构,并以此为基础设计了一系列具有双极化、高选择性、良好的角度稳定性以及较小的电尺寸等优势的3D FSS。具体研究内容如下:1.提出了一种由上下端面刻蚀相同谐振单元的介质方块和方波导组合而成的新型三维单元结构。借助上下端面谐振单元之间的电磁耦合作用,将原有谐振单元的单一谐振模式耦合分裂为奇模和偶模两种模式,产生了多个传输零极点,由此设计了一系列高性能的3D FSS。通过在介质方块的上下端面加载正方形贴片、方环、双方环、三方环谐振单元,分别设计了宽频带通FSS、准椭圆响应带通FSS、小通带比双频带通FSS和高选择性三频带通FSS。在上下端面加载方环的单元结构基础上,通过在介质方块中...

【文章页数】：154 页

【学位级别】：博士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 传统二维频率选择表面研究现状
        1.2.2 新型频率选择表面研究现状
    1.3 论文研究内容及结构安排
        1.3.1 论文研究内容
        1.3.2 论文结构安排
第2章 频率选择表面基本理论及方法
    2.1 频率选择表面概述
    2.2 频率选择表面工作原理
        2.2.1 FSS滤波机理
        2.2.2 Floquet定理
        2.2.3 栅瓣效应
    2.3 频率选择表面设计方法
        2.3.1 影响FSS设计的关键指标
        2.3.2 FSS的设计流程
    2.4 频率选择表面分析方法
        2.4.1 散射场分析
        2.4.2 等效电路分析
        2.4.3 实验测量分析
    2.5 电磁耦合理论
        2.5.1 耦合类型及分析
        2.5.2 二端口网络的奇偶模分析
    2.6 本章小结
第3章 基于方波导的三维频率选择表面
    3.1 引言
    3.2 宽频带通FSS
        3.2.1 结构描述
        3.2.2 滤波性能
        3.2.3 工作原理
    3.3 准椭圆响应带通FSS
        3.3.1 结构描述
        3.3.2 滤波性能
        3.3.3 工作原理
        3.3.4 实验测量与分析
        3.3.5 性能改进
    3.4 三阶带通FSS
        3.4.1 结构描述
        3.4.2 滤波性能
        3.4.3 工作原理
        3.4.4 实验测量与分析
    3.5 小通带比双频带通FSS
        3.5.1 结构描述
        3.5.2 滤波性能
        3.5.3 工作原理
        3.5.4 实验测量与分析
    3.6 多频带通FSS
        3.6.1 三环嵌套三频带通FSS
        3.6.2 多层互补三频带通FSS
    3.7 本章小结
第4章 基于改进型方同轴波导的三维频率选择表面
    4.1 引言
    4.2 准椭圆响应带通FSS
        4.2.1 结构描述
        4.2.2 滤波性能
        4.2.3 工作原理
    4.3 加载金属化过孔的双频带通FSS
        4.3.1 结构描述
        4.3.2 滤波性能
        4.3.3 工作原理
    4.4 小通带比双频带通FSS
        4.4.1 结构描述
        4.4.2 滤波性能
        4.4.3 工作原理
        4.4.4 实验测量与分析
    4.5 本章小结
第5章 基于分裂方同轴波导的三维频率选择表面
    5.1 引言
    5.2 双边陡降带通FSS
        5.2.1 结构描述
        5.2.2 滤波性能
        5.2.3 工作原理
        5.2.4 实验测量与分析
    5.3 高选择性双频带通FSS
        5.3.1 结构描述
        5.3.2 滤波性能
        5.3.3 工作原理
    5.4 多频带通FSS
        5.4.1 结构描述
        5.4.2 滤波性能
        5.4.3 工作原理
    5.5 本章小结
第6章 总结与展望
    6.1 研究总结
    6.2 研究展望
参考文献
在读期间发表的学术论文及研究成果
致谢



本文编号：4039752