学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

亚毫米波段频率选择表面滤波器的研究

作　者: 陈德亚
导　师: 杨梓强
学　校: 电子科技大学
专　业: 光学
关键词: 频率选择表面(FSS) 亚毫米波 频率响应特性 可重构频率选择表面
分类号: TN713
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 218次
引　用: 1次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


频率选择表面(FSS),作为一种滤波器件,在毫米波及亚毫米波段具有比传统的滤波器更多的优点,所以在军事和民用领域有十分广泛的应用。本文对两种新型的频率选择表面的频率响应特性进行了研究。首先对频率选择表面的基本理论与方法进行了总结,提出了一个3毫米波段的新型频率选择表面滤波器结构模型。利用HFSS软件进行了仿真研究,分析了单层衬底和双层衬底的频率选择表面的单元臂长、臂宽、介质层的介电常数、入射波入射角度以及入射波极化方式对该频率选择表面滤波性能的影响。研究结果表明,当入射波的入射角在25o范围内,单层衬底和双层衬底的FSS结构都具有很好的角度稳定性,并不受入射波的极化方式的影响。在仿真结果的基础上,加工出了臂长分别为3.1毫米和3.3毫米单层衬底的两个FSS实验样品。实验中测试到样品的中心谐振频率分别96.2GHz和96.05GHz,与仿真结果96.05GHz和96GHz相比略有偏差,偏差是由于加工精度不够所导致;实验中观察到该频率选择表面对入射角度和极化方式的稳定性和仿真结果基本一致。考虑到传统的频率选择表面滤波器只能工作在一个谐振频率点,不能根据需求改变谐振频率,因此,本文设计了一种中心谐振频率为220GHz的可重构频率选择表面滤波器,分别用每个开关的状态来控制单元臂长度,进而改变了该频率选择表面的谐振频率。通过仿真软件HFSS模拟研究了开关的断与开对该频率选择表面滤波性能的影响,发现该频率选择表面的中心谐振频率在220GHz-230GHz能够实现可调,并且能够拓展工作带宽。仿真分析了入射波入射角度和极化方式对该频率选择表面的影响,发现该结构在45o范围内具有很好的角度和极化方式稳定性。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第一章 引言  9-19
  1.1 频率选择表面（FSS）的介绍  9-11
  1.2 频率选择表面的发展动态及研究意义  11-12
  1.3 频率选择表面的应用  12-16
  1.4 毫米波和亚毫米波段频率选择表面的研究进展  16-18
  1.5 本论文的主要工作  18-19
第二章 频率选择表面的分析理论和设计方法  19-29
  2.1 二重性原理  19-20
  2.2 谱域GALERKIN法  20-24
    2.2.1 谱域Galerkin 方法中算子的建立  20-22
    2.2.2 谱域Galerkin 方程的建立及求解  22-24
  2.3 计算机仿真软件分析法  24-26
    2.3.1 频率选择表面周期单元模型的设计  24
    2.3.2 频率选择表面谐振频率的确定  24-25
    2.3.3 周期单元在频率选择表面上的组合方式  25
    2.3.4 计算机仿真软件HFSS 对频率选择表面的仿真分析和优化  25-26
  2.4 频率选择表面滤波器的一般设计流程  26-27
  2.5 本章小结  27-29
第三章 新型孔径型频率选择表面滤波器的设计  29-47
  3.1 物理模型  29-30
  3.2 频率选择表面的仿真  30-38
    3.2.1 HFSS 仿真模型  30-33
    3.2.2 不同臂长下的FSS 仿真结果  33
    3.2.3 不同臂宽下的FSS 频率响应特性曲线  33-34
    3.2.4 不同入射角度下的FSS 频率响应特性曲线  34-35
    3.2.5 两种极化方式下的FSS 频率响应特性曲线  35-37
    3.2.6 FSS 衬底的介电常数对FSS 频率响应特性的影响  37-38
  3.3 FSS 周期单元场分布特性分析  38-39
  3.4 频率选择表面（FSS）滤波器的实验测试  39-42
    3.4.1 不同臂长下的实验测试结果  40-41
    3.4.2 两种极化方式下的FSS 频率响应特性曲线  41-42
  3.5 双层FSS 的频率响应特性研究  42-45
  3.6 本章小结  45-47
第四章 可重构旋绕型频率选择表面的设计  47-63
  4.1 旋绕型频率选择表面滤波器的机理  47-49
  4.2 可重构旋绕型频率选择表面的物理模型  49-50
  4.3 各个开关的状态对可重构旋绕型频率选择表面频率响应特性的影响  50-60
    4.3.1 a 臂和b 臂上开关对可重构旋绕型频率选择表面频率响应特性的影响  50-56
    4.3.2 c 臂和d 臂上开关对可重构旋绕型频率选择表面频率响应特性的影响  56-58
    4.3.3 e 臂和f 臂上开关对可重构旋绕型频率选择表面频率响应特性的影响  58-60
  4.4 入射波入射角对可重构旋绕型频率选择表面的影响  60-61
  4.5 入射波极化方式对可重构旋绕型频率选择表面的影响  61-62
  4.6 本章小结  62-63
第五章 总结与展望  63-65
致谢  65-66
参考文献  66-70
攻硕期间取得的研究成果  70-71

相似论文

  1. Fabry-Perot谐振器印刷天线的研究,TN820
  2. 风电并网运行的频率稳定问题研究,TM614
  3. 任意极化下有源FSS的研究,TN011
  4. 频率0.3THz Orotron器件中关键技术研究,TN102
  5. 毫米波混频器的设计,TN773
  6. 等离子体辐射计准光系统的研究,O53
  7. 基于SRR结构的带阻滤波器的研究,TN713.5
  8. 磁悬浮功率放大器的研究和设计,TN722.75
  9. 基于Rogowski线圈的高压直流谐波电流测量,TM933.1
  10. 气固两相流颗粒荷电及流动参数检测方法研究,TQ021.1
  11. 交直流电力系统恢复控制策略研究,TM732
  12. 非对称耦合量子阱结构光学性质及其应用的理论研究,TN929.1
  13. 异向介质电磁特性与微波电路应用研究,TN454
  14. 金属栅网的亚毫米波散射特性研究,TN25
  15. 超导约瑟夫森结阵列振荡器研究,TN752
  16. 双电子注毫米波及亚毫米波辐射源的研究,O441.4
  17. 天线雷达散射截面分析与控制术研究,TN820
  18. 毫米波/亚毫米波目标辐射特性及探测技术研究,TN015
  19. 基于有源FSS结构的单层可调微波吸收体,TM25
  20. 亚毫米波二倍频器的研究,TN771

中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 基本电子电路 > 滤波技术、滤波器
© 2012 www.xueweilunwen.com