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频率选择表面(Frequency selective surface, FSS),是一种对入射电磁波具有选频效应的面型结构。一般分为贴片型和孔径型,当入射波频率达到FSS的谐振频率时,其可表现出对入射波全反射(贴片型)与全透射(孔径型)的电磁效应,相当于一个空间滤波器的作用。因此,被广泛用于雷达散射罩与飞机隐身材料制作等。描述FSS基本电磁特征的主要指标包括谐振时的中心频率,通频带或阻频带的带宽,以及中心频率处相对应的透过率等,而能够影响FSS这些性能的因素主要有,单元尺寸、排列方式及入射波的入射形式等。其中,FSS对于入射波形式变化的效应,主要表现在角度稳定性与极化稳定性的变化。因此,角度稳定性与极化稳定性的好坏,是衡量FSS应用价值的重要指标之一本文主要围绕高稳定、小型化的频率选择表面设计及其优化展开研究,主要工作如下:(1)介绍了频率选择表面的工作原理,从单元的形状、单元尺寸、周期间距、组阵形式、介质板选择等角度,研究了各项参数对FSS传输性能的影响。介绍了分析FSS常用的几种算法,并结合具体案例详细讨论了HFSS电磁仿真软件设计FSS的基本流程。(2)针对传统频率选择表面的角度稳定性和极化稳定性较差、小型化程度不高等缺点,基于传统十字型与十字框型结构单元,设计出基本单元复合型、曲型结构单元两种新型结构,通过仿真软件计算验证了所提方案的优越性。(3)通过将传统十字环FSS旋转,并加入相互垂直的枝节,提出了一种FSS小型化设计新方案;同时,通过末端加载臂端方式,在不改变原来结构单元尺寸的基础上,提出了一种改善FSS选择性的新方案。采用HFSS仿真建模了这两种优化设计的具体方案,并制造出了实物进行测量,并将测量结果与仿真结果进行比较,验证了优化设计方案的合理性。(4)简要介绍了FSS的制作流程工艺,并设计了实物测量的方案。