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本文的主要工作是对频率选择表面进行研究,设计与应用。首先,在等效电路模型的基本理论和分析方法的基础上,对频率选择表面进行深入的研究,设计了两种不同结构的频率选择表面单元;其次,将超介质的概念应用到频率选择表面的设计中,提出了一种正交金属环结构的频率选择表面,并对其进行了加载天线的实验。 采用金属网格加载耶律撒冷十字的结构设计出的带通FSS,它的最大特点是尺寸小,构造简单,并且可以在较宽的频率范围内实现任意工作频率的选择。通过对它谐振单元的各个尺寸参数和工作频率之间的关系进行研究,可以掌握它的性能和尺寸参数之间的关系。然后适当的调整FSS单元的尺寸参数,便可以设计出中心频率在5.7GHz下的频率选择表面。仿真结果显示:该频率下的反射系数S11达到了27.6dB,-10dB所对应的频点分别为5.4GHz和5.93GHz,相对带宽为9.3%。 采用金属网格加载双谐振环的结构设计出的FSS,它也具有尺寸小,结构简单。而与金属网格加载耶律撒冷十字的结构所不同的是,它有着双频带通性能。对这种形式的FSS,文章同样对其进行了各个尺寸参数和工作频率之间的关系进行的研究;最终所设计的谐振单元的两个工作频率分别为8.2GHz,11.3GHz。仿真结果显示:该单元在两个谐振频率下的反射系数S11均小于-30dB,对应的相对带宽均大于10%。 最后,文章提出了一种由正交金属环的阵列组成的非平面结构的FSS,并且将它加载到对称振子天线上进行研究,首先通过增大金属环的半径来改变天线与金属环之间的距离,然后在HFSS环境下扫描了距离变化对天线输入阻抗的影响。并且给出了在几种距离下的E面和H面方向图。接下来,又对加载了五单元和九单元的正交金属环阵列的天线分别进行了研究,给出了输入阻抗随频率变化关系曲线,并得到了在谐振频率下的E面和H面方向图。