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新型亞波長周期結(jié)構(gòu)電磁特性的參數(shù)化調(diào)控方法研究

發(fā)布時間:2020-12-11 11:30
  隨著雷達(dá)探測技術(shù)的飛速發(fā)展,信息化作戰(zhàn)環(huán)境下的戰(zhàn)略優(yōu)勢已經(jīng)越來越依賴于飛行器的優(yōu)秀隱身性能和電子裝備的復(fù)雜電磁環(huán)境兼容性能。作為現(xiàn)代化戰(zhàn)爭中保證戰(zhàn)略打擊和突防任務(wù)的關(guān)鍵核心,以周期結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)的電磁特性調(diào)控技術(shù)研究已經(jīng)引起了世界各軍事強(qiáng)國的高度重視。同時,由于目前的電磁特性調(diào)控結(jié)構(gòu)復(fù)雜,設(shè)計(jì)流程缺乏明確指導(dǎo),給有效的工程應(yīng)用帶來了極大的挑戰(zhàn)。如何實(shí)現(xiàn)小型化、實(shí)用化、靈活的頻率/極化特性調(diào)控結(jié)構(gòu)仍然是亟待解決的重大科學(xué)和工程問題。本文針對目前周期結(jié)構(gòu)電磁特性調(diào)控技術(shù)研究的局限,首先系統(tǒng)研究了電磁場耦合(J-型)和電感耦合傳輸線諧振(K-型)的微小型頻率選擇表面(Miniaturized-Element Frequency Selective Surface,MEFSS)的參數(shù)化綜合設(shè)計(jì)過程,并通過比較J-型和K-型MEFSS的結(jié)構(gòu)及性能,驗(yàn)證了 K-型MEFSS的優(yōu)越性;在此基礎(chǔ)上,以周期結(jié)構(gòu)的等效電路模型為基礎(chǔ)和研究主線,深入研究了具有雙頻響應(yīng)的高階帶通MEFSS結(jié)構(gòu)和參數(shù)化綜合設(shè)計(jì)過程,并進(jìn)一步深入研究了具有低剖面高選擇性的混合諧振三階帶通MEFSS的設(shè)計(jì)技術(shù)與參數(shù)化綜合過程,這兩種M... 

【文章來源】:西北工業(yè)大學(xué)陜西省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】:152 頁

【學(xué)位級別】:博士

【部分圖文】:

新型亞波長周期結(jié)構(gòu)電磁特性的參數(shù)化調(diào)控方法研究


圖1-1?FSS雷達(dá)天線罩的隱身原理示意圖??

分形,課題組


過加載構(gòu)成的FSS結(jié)構(gòu)稱為有源頻率選擇表面,也稱可調(diào)諧主動頻率選擇表面,它們已??被廣泛應(yīng)用到天線、雷達(dá)罩以及微波吸波等領(lǐng)域?;71]。??圖1-4?(a)和圖1-4?(b)分別示出了美國密歇根大學(xué)安娜堡分校K.?Sarabandi課題??組設(shè)計(jì)的基于加載無源器件[72]和有源器件[73]的兩種小型化FSS結(jié)構(gòu)。集總元件中,集??總電容和集總電感屬于無源器件,從而設(shè)計(jì)過程無需考慮饋電網(wǎng)絡(luò),設(shè)計(jì)更加便捷。K.??Sarabandi課題組[72;74:75]、英國的謝菲爾德大學(xué)R.?J.?Langley課題組[76-79]以及國內(nèi)南京理??工大學(xué)宗志園課題組[8()]等通過對FSS單元加載集總電容和電感器件縮減了周期單元尺??寸,并實(shí)現(xiàn)了諧振頻率的可調(diào)。集總元件中PIN二極管和變?nèi)荻䴓O管屬于有源器件。其??中,PIN口極管在正反向偏置電壓下具有開關(guān)特性,而變?nèi)荻䴓O管的電容值隨電壓變化??連續(xù)可調(diào)。在有源加載技術(shù)中>.K.?Sarabandi課題組設(shè)計(jì)種對介質(zhì)板雙面均加載變??容管的小型化單元[73],FSS結(jié)構(gòu)如圖1-4?(b)所示。另外,他們還設(shè)計(jì)了一種雙面加載??變?nèi)荩罴肮艿奈⑿⌒途匦苇h(huán)結(jié)構(gòu)[81]。新加坡南洋理n:大學(xué)的沈忠祥教授[82]、印度的S.??Ghosh學(xué)者[83]以及國內(nèi)西安電子科技大學(xué)的姜文課題組[84]、哈爾濱工業(yè)大學(xué)的吳群課題??組P7]、西北工業(yè)大學(xué)的萬國賓課題組和張麟兮課題組185]與空軍工程大學(xué)的林寶勤_等??人也對變?nèi)莨芎停校桑味䴓O管加載技術(shù)進(jìn)行了研究。加載PIN?C極管或變?nèi)荻䴓O管后,不??僅可用于縮減FSS的單元尺寸

集總元件


?"??Dielectric?slab4?—??圖1-3采用Minkowski分形單兀的FSS結(jié)構(gòu)[69]??近年來,集總元件也被應(yīng)用到小型化FSS結(jié)構(gòu)中。集總元件包括電容器、電感器、??PIN二極管以及變?nèi)荻䴓O管等,將這些元件加載到FSS中可以縮減FSS的單元尺寸。通??過加載構(gòu)成的FSS結(jié)構(gòu)稱為有源頻率選擇表面,也稱可調(diào)諧主動頻率選擇表面,它們已??被廣泛應(yīng)用到天線、雷達(dá)罩以及微波吸波等領(lǐng)域?;71]。??圖1-4?(a)和圖1-4?(b)分別示出了美國密歇根大學(xué)安娜堡分校K.?Sarabandi課題??組設(shè)計(jì)的基于加載無源器件[72]和有源器件[73]的兩種小型化FSS結(jié)構(gòu)。集總元件中,集??總電容和集總電感屬于無源器件,從而設(shè)計(jì)過程無需考慮饋電網(wǎng)絡(luò),設(shè)計(jì)更加便捷。K.??Sarabandi課題組[72;74:75]、英國的謝菲爾德大學(xué)R.?J.?Langley課題組[76-79]以及國內(nèi)南京理??工大學(xué)宗志園課題組[8()]等通過對FSS單元加載集總電容和電感器件縮減了周期單元尺??寸,并實(shí)現(xiàn)了諧振頻率的可調(diào)。集總元件中PIN二極管和變?nèi)荻䴓O管屬于有源器件。其??中,PIN口極管在正反向偏置電壓下具有開關(guān)特性,而變?nèi)荻䴓O管的電容值隨電壓變化??連續(xù)可調(diào)。在有源加載技術(shù)中>.K.?Sarabandi課題組設(shè)計(jì)種對介質(zhì)板雙面均加載變??容管的小型化單元[73]

【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
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博士論文
[1]光學(xué)超材料與手性超材料的電磁特性研究[D]. 宋坤.西北工業(yè)大學(xué) 2014



本文編號:2910448

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