论文部分内容阅读
频率选择表面(Frequency selective surface,FSS)作为空间滤波器,对于特定频率的电磁波具有空间的选择特性,一方面与天线结合可以有效的提高天线的性能,另一方面用于天线罩可以降低天线的雷达散射截面(Radar cross section,RCS)。人工磁导体(Artificial magnetic conductor,AMC)是含有金属地的FSS的结构,用于模拟理想磁导体的特性,它在低剖面天线中得到广泛的应用。正因为上述特点,使得FSS和AMC受到广泛的关注和研究。本文的研究内容可以分为以下几个部分: 1.通过应用布儒斯特定律、全反射定律分析了电磁波在多层介质天线罩结构中全透射、全反射现象。在此基础上利用电磁波在多层介质天线罩结构中的传播矩阵,研究了电磁波在多层介质天线罩中的传播特性。 2.研究了具有宽频率通带低插特性的三种双层频率选择表面(三极子环形缝隙、六边形环形缝隙以及三极子与六边形组合形式的缝隙结构)。通过建模、仿真,分析了各个参数对于FSS性能的影响。在电磁波大角度(以60°为标准)斜入射条件下、六边形与三极子组合单元FSS实现了大于40%的频率带宽、插入损耗小于1dB的性能。接下来,设计了与三极子环形缝隙互补结构的带阻型三极子环形贴片FSS结构。当电磁波大角度入射,其插入损耗(S21)小于-10dB时,阻带频率宽度大于40%。最后制作了相应的实物,开展了实验研究,证实了这种结构在电磁波大角度入射条件下具有宽阻带特性。 3.研究了三款工作在Ku波段的宽带人工磁导体结构。为了验证设计的有效性,将其中一款十字环结构应用于微带蝶形弯折缝隙天线中,仿真结果表明:加载AMC的天线阻抗频率带宽提高了10%,天线增益提高了约3dB。通过实验测试,表明设计的人造磁导体结构起到了改善天线性能的作用。