毫米波帶通頻率選擇表面的研究.pdf

1、頻率選擇表面FSS（Frequency Selective Surface)是一種平面二維周期性陣列結構，這種結構對不同頻段的電磁波可以呈現(xiàn)不同的反射或者透射特性，本質上是一個空間電磁濾波器。隨著科技的不斷進步與發(fā)展，頻率選擇表面已經(jīng)越來越多的應用于微波、紅外波及可見光波段。
　　近年來，國內外的學者及研究機構不斷對頻率選擇表面進行各種深入的研究與分析，人們對頻率選擇表面各種特性的認識也日趨完善。如何將頻率選擇表面優(yōu)良的電磁選擇特

2、性應用到實際生產(chǎn)生活中以發(fā)揮其最大價值，已然成為現(xiàn)階段對頻率選擇表面研究的主要方向。針對頻率選擇表面在實際應用中的問題，本文主要從以下幾個方面展開了分析研究與仿真設計：
　　1、本文基于航空科學基金項目：毫米波/紅外成像雙模制導目標模擬技術的研究要求，對其中的關鍵技術——雙波束合成器進行了深入的研究和分析。應用頻率選擇表面設計了毫米波/紅外雙波束合成器，實現(xiàn)了透射毫米波而反射紅外的雙工性能。介紹了頻率選擇表面的概念和工作機理，采用

3、Floquet理論對包括頻率選擇表面在內的平面周期結構陣列進行了理論分析，討論了影響頻率選擇表面的因素，介紹了設計頻率選擇表面的方法。按照項目技術指標要求，設計了一種十字環(huán)縫隙頻率選擇表面，該 FSS采用正方形柵格排布，對入射波的不同狀態(tài)具有穩(wěn)定的中心頻率和帶寬，對8mm波段的毫米波呈透射性能，對紅外信號呈反射性能。
　　2、制作了頻率選擇表面樣品，并在微波暗室中對樣品進行8mm波的透過率測試，根據(jù)測試結果分析了加工誤差對透射性能

4、的影響并提出了相應的解決方法。根據(jù)查閱大量文獻資料內容，理論上分析了樣品的紅外信號反射性能，得出了樣品的紅外反射率可以滿足項目技術指標的結論。
　　3、在頻率選擇表面應用于雙波束合成器時，不同的介質加載結構會對其性能產(chǎn)生影響。本文對不同的介質加載形式對頻率選擇表面頻率響應特性的影響進行深入的分析。在對比了三種不同介質加載結構的頻率選擇表面的電磁特性之后，設計了一種介質在雙層頻率選擇表面之間加載的陣列結構，并進行了仿真分析，解決了傳

5、統(tǒng)雙層結構中電磁波大角度入射時柵瓣出現(xiàn)的問題。
　　4、本文對分形結構理論在頻率選擇表面設計中的應用進行了研究，并以經(jīng)典的“Y”型結構為例，采用二階 Y孔分形單元結構，仿真設計了一種分形頻率選擇表面。該頻率選擇表面結構對稱，抗交叉極化特性好，對8mm和3mm波段的毫米波呈透射性能，對紅外信號呈反射性能，不僅滿足雙波束合成器的使用要求，而且對8mm和3mm毫米波/紅外復合制導體制均適用。通過對仿真結果的詳細分析得出了分形結構在頻率選