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电磁吸波器是涉及到电磁隐身和防护等方面的一项热门研究内容,具有重要的应用价值。本文主要研究基底材料为柔性介质、几何形状为对称曲面的基于频率选择表面( Frequency Selective Surface,FSS)结构的电磁吸波器。基于电磁仿真技术和等效电路模型方法,论文针对有限大尺寸、对称曲面形变和柔性介质材料加载等因素对FSS吸波器性能的影响进行了深入研究,并在此基础上设计若干FSS吸波结构,为柔性FSS吸波器的进一步实用化研究提供理论基础和技术支持。
论文的主要工作和创新点如下:
1. 尺寸大小对FSS结构反射系数影响的研究
基于微波反射率的弓形法测试技术原理,借助于散射参数的仿真和计算获得有限大FSS的反射系数。分别针对单元间的耦合大小、阵列大小、平面或曲面等因素对FSS结构反射系数的影响进行了分析研究,获得了一般性的设计规律,为柔性FSS吸波器的实用化提供了理论基础和技术支持。
2. 窄带柔性FSS吸波器性能研究与设计
首先,将柔性材料作为基底,以耶路撒冷十字单元为原型进行旋转、弯折和重叠,设计了一款极化稳定的窄带分叉型柔性FSS吸波器,并仿真研究了其吸波性能。其次,通过曲折线技术,设计了一款角度稳定、旋转对称的FSS吸波器,同时实现了对前述FSS结构的小型化。进一步,基于前述设计,提出了一种针对曲面共形要求的改进后的角度与极化稳定的柔性FSS吸波器。在平面和曲面两种情况下,通过反射系数与吸收率的参数对比研究,验证了其预设功能。最后,针对符合曲面设计要求的设计结构,进行了样件制作和微波暗室测试。测试结果与仿真结果体现了较好的一致性,从而验证了所设计的柔性FSS吸波器的正确性。
3. 宽带电阻膜柔性FSS吸波器的性能研究与设计
采用电阻膜材料代替传统的集总电阻,解决了宽带FSS吸波器在任意弯曲贴敷时存在的元件焊接问题。基于此原理,设计了一款基于方环FSS单元结构的、加载在柔性基底材料上的电阻膜吸波器,通过仿真验证了其吸波性能和带宽。进一步考虑提升其角度稳定性,引入旋转和叠加的思想,设计了一款改进型的宽带电阻膜FSS吸波器。通过对比分析有限大平面FSS、弯曲共形FSS,验证了改进型的宽带FSS吸波器具有角度稳定性高、吸收率高和带宽宽的特点。
论文的主要工作和创新点如下:
1. 尺寸大小对FSS结构反射系数影响的研究
基于微波反射率的弓形法测试技术原理,借助于散射参数的仿真和计算获得有限大FSS的反射系数。分别针对单元间的耦合大小、阵列大小、平面或曲面等因素对FSS结构反射系数的影响进行了分析研究,获得了一般性的设计规律,为柔性FSS吸波器的实用化提供了理论基础和技术支持。
2. 窄带柔性FSS吸波器性能研究与设计
首先,将柔性材料作为基底,以耶路撒冷十字单元为原型进行旋转、弯折和重叠,设计了一款极化稳定的窄带分叉型柔性FSS吸波器,并仿真研究了其吸波性能。其次,通过曲折线技术,设计了一款角度稳定、旋转对称的FSS吸波器,同时实现了对前述FSS结构的小型化。进一步,基于前述设计,提出了一种针对曲面共形要求的改进后的角度与极化稳定的柔性FSS吸波器。在平面和曲面两种情况下,通过反射系数与吸收率的参数对比研究,验证了其预设功能。最后,针对符合曲面设计要求的设计结构,进行了样件制作和微波暗室测试。测试结果与仿真结果体现了较好的一致性,从而验证了所设计的柔性FSS吸波器的正确性。
3. 宽带电阻膜柔性FSS吸波器的性能研究与设计
采用电阻膜材料代替传统的集总电阻,解决了宽带FSS吸波器在任意弯曲贴敷时存在的元件焊接问题。基于此原理,设计了一款基于方环FSS单元结构的、加载在柔性基底材料上的电阻膜吸波器,通过仿真验证了其吸波性能和带宽。进一步考虑提升其角度稳定性,引入旋转和叠加的思想,设计了一款改进型的宽带电阻膜FSS吸波器。通过对比分析有限大平面FSS、弯曲共形FSS,验证了改进型的宽带FSS吸波器具有角度稳定性高、吸收率高和带宽宽的特点。