【摘 要】
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有源频率选择表面（AFSS）作为一种新型的人工电磁超材料结构,随着其应用的范围不断扩大,对其控制的方法及性能要求也日益提高。相对于外加电源控制的电控型AFSS,光控频率选择表面（OCFSS）的研究,目的是为了减小偏置馈电网络设计所带来的耦合等因素的影响,实现光源照射对频率选择表面的直接控制。本文从光敏器件的阻值及其微波开关特性入手,分别对硅片加载型的OCFSS和光敏电阻加载型的OCFSS进行了研究
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有源频率选择表面（AFSS）作为一种新型的人工电磁超材料结构,随着其应用的范围不断扩大,对其控制的方法及性能要求也日益提高。相对于外加电源控制的电控型AFSS,光控频率选择表面（OCFSS）的研究,目的是为了减小偏置馈电网络设计所带来的耦合等因素的影响,实现光源照射对频率选择表面的直接控制。本文从光敏器件的阻值及其微波开关特性入手,分别对硅片加载型的OCFSS和光敏电阻加载型的OCFSS进行了研究与设计。本文主要工作和创新点如下:（1）研究了光敏器件微波开关特性基于半导体的光电导效应,并采用光电导分析模型,对硅片和光敏电阻两种光敏器件所加载的微波开关进行了建模与全波求解器仿真。通过实际的实物加工与测试,并与仿真结果进行对比,确定了这两种器件可被加载于OCFSS结构中的使用条件。同时,对可能使用的激励光源进行了研究和筛选,通过对单个光控微波开关的光源激励,逐步地探讨了不同类型的OCFSS馈光方案设计。（2）研究与设计了硅片加载型OCFSS结构在完成硅片型光控微波开关的特性研究基础上,使用全波电磁仿真软件研究和设计了两款硅片加载型的OCFSS。其中一款在2.53-3.08 GHz与6.31-7.13 GHz两个频段内,具有带通与屏蔽切换的功能;另外一款在2.74-3.10 GHz及5.75-6.00 GHz两个频段内,具有带阻与透射切换的功能。（3）提出与研究了光敏电阻加载型OCFSS结构在完成光敏电阻型光控微波开关特性的研究基础上,提出将硫化镉光敏电阻加载于OCFSS结构中,并仿真设计了两款工作在不同频段的光敏电阻加载型OCFSS,其中一款为圆环缝隙型结构,另外一款为小型化方环贴片型吸波结构。经过实物加工与测试,并在LED馈光系统的激励与调控下,实验结果验证了通过加载硫化镉光敏电阻的方式来实现OCFSS的可行性。
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