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《北京理工大学》 2016年
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频率选择表面特性及其应用的研究

韩越  
【摘要】:频率选择表面(Frequency Selective Surface,FSS)是一种平面二维周期性阵列。FSS的周期性结构能够对入射的电磁波产生频率选择的效果,达到对特定频率的电磁波反射或透射的效果。频率选择特性决定了FSS的应用方面非常广泛。本文从FSS的应用层面着手,在实验室现有的依据特定设计指标制作的频率选择表面板的基础上,针对曲面FSS工程应用中与实验室环境测试中的区别进行了对比分析,并就加工制作工艺中出现的问题进行了理论分析和实地测试,依据以上这些分析对曲面FSS的应用提出了设计建议,此外本文基于FSS在RCS缩减方面的应用,根据工作环境与应用条件的不同,分别设计了实现超高吸波特性的多频带吸波FSS以及超宽带超薄吸波FSS。本文主要分为三部分。第一部分为第一、二章。主要介绍了FSS的研究背景和应用方面,从FSS的有限大曲面化、三维化以及在RCS缩减方面的应用三个方面梳理了国内外近年来的研究现状及发展趋势。详细阐述了FSS的工作原理、Floquet定理及其物理含义。第二部分为第三章,主要介绍了依据特定指标设计制作的四种曲面频率选择表面,并依据其实际工程应用的测试结果对工程应用环境和实验室测试环境进行了对比,之后对加工制作过程中出现的问题进行了理论分析和原因方面的工程研究。第三部分为第四章。主要基于FSS在RCS缩减方面的应用,根据工作环境与条件的不同,分别设计了实现超高吸波特性的多频带吸波FSS以及超宽带超薄吸波FSS,并对这两种吸波FSS进行了参数分析和原理解释。
【关键词】:频率选择表面 Floquet模 曲面频率选择表面应用 雷达散射截面缩减
【学位授予单位】:北京理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:O441.4
【目录】:
  • 摘要5-6
  • Abstract6-9
  • 第1章 绪论9-15
  • 1.1 研究背景和意义9-10
  • 1.1.1 频率选择表面的研究背景9
  • 1.1.2 频率选择表面的应用9-10
  • 1.2 近年来国内外研究现状及发展趋势10-13
  • 1.2.1 有限大曲面频率选择表面11-12
  • 1.2.2 三维频率选择结构12-13
  • 1.2.3 超宽带或多频带超薄频率选择表面13
  • 1.3 本文所做工作13-15
  • 第2章 FSS的基本理论15-24
  • 2.1 FSS工作机理15-18
  • 2.1.1 FSS的定义和分类15-17
  • 2.1.2 FSS的工作原理17-18
  • 2.2 Floquet定理及其物理含义18-22
  • 2.2.1 Floquet定理18-19
  • 2.2.2 Floquet的物理含义19-22
  • 2.3 FSS的理论分析方法22-24
  • 第3章 曲面FSS的工程实现及问题研究24-56
  • 3.1 FSS设计中的影响因素24-27
  • 3.1.1 单元类型24
  • 3.1.2 单元排列方式24-26
  • 3.1.3 介质加载26-27
  • 3.2 C、S、L、P波段四种曲面FSS单元介绍27-37
  • 3.2.1 C波段带通曲面FSS27-32
  • 3.2.2 S波段带通曲面FSS32-33
  • 3.2.3 L波段带通曲面FSS33-35
  • 3.2.4 P波段带通曲面FSS35-37
  • 3.3 实际应用情况下的性能测试37-46
  • 3.3.1 C波段曲面FSS工程应用测试39-41
  • 3.3.2 S波段曲面FSS工程应用测试41-43
  • 3.3.3 L波段曲面FSS工程应用测试43-45
  • 3.3.4 P波段曲面FSS工程应用测试45-46
  • 3.4 工程应用中出现的问题及分析研究46-54
  • 3.4.1 针对刻蚀梯形系数的分析48-51
  • 3.4.2 针对测试环境的分析51-54
  • 3.5 设计上的一些指导建议54-55
  • 3.6 本章小结55-56
  • 第4章 FSS应用于RCS缩减的研究56-70
  • 4.1 多频带超薄雷达吸收材料的设计56-63
  • 4.1.1 FSS吸波材料层单元结构设计59-61
  • 4.1.2 仿真设计中的参数影响分析61-62
  • 4.1.3 FSS单元吸波原理分析62-63
  • 4.2 超宽带超薄雷达吸收材料的设计63-68
  • 4.2.1 FSS吸波材料层单元结构设计65-67
  • 4.2.2 仿真设计中的参数影响分析67-68
  • 4.3 本章小结68-70
  • 结论70-71
  • 参考文献71-76
  • 攻读学位期间发表论文与研究成果清单76-77
  • 致谢77

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