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HFSS频率选择表面的设计仿真与分析(3)

时间:2023-03-01 22:59来源:毕业论文
多频天线的副反射器(dual frequency antennas) 论文网 极化鉴别器(polarizer discrimination) 金属雷达罩(metallic random) 双工器(diplexer) 滤波器(filter) 1。3 国内外对频率选

多频天线的副反射器(dual frequency antennas) 论文网

极化鉴别器(polarizer discrimination)

金属雷达罩(metallic random) 

双工器(diplexer) 

滤波器(filter) 

1。3 国内外对频率选择表面的研究

1。4 本文主要研究内容

本文主要研究的内容是:通过查阅相关资料,学习有关频率选择表面的基本理论,学习频率选择表面的基本单元和滤波原理。学习全波三维电磁仿真软件--HFSS的基本操作。并且在学习相关文献设计频率选择表面的基础上,查阅相关文献中影响频率选择表面传输特性的参数,设计带阻和带通两种滤波器,并且通过软件仿真,验证相关参数对频率选择表面谐振频率与带宽的影响。

论文的结构如下:

第一章主要介绍频率选择表面这一理论的来源,以及他的研究背景和迄今为止的在军事和民用两大领域的重要存在意义和应用。还介绍了对于频率选择表面国内外的研究情况。

第二章主要介绍了频率选择表面的滤波的基本机制,影响频率选择表面透射特性的参数,以及利用HFSS仿真的基本流程。

第三章主要介绍设计带阻滤波器的过程,主要是圆环和耶路撒冷两种结构,并根据第二章内容仿真分析。

第四章主要设计了带通滤波器,为双层十字环形FSS。并根据第二章内容进行了仿真分析。

2  频率选择表面基础

2。1  频率选择表面理论阐述

从根本上讲,周期表面是指大小、形状和材料属性都相同的单元沿一维或二维方向按一定规律排列而成的无限大周期阵列[7]。频率选择表面(Frequency Selective Surface,FSS ),它是一种传输特性由频率决定并表现为频率的函数的表面[18],由不同类型结构的导电片和导电屏上的缝隙按照一定规律排列而成。通常称贴片阵列为电容性FSS,孔径阵列为电感性FSS。当电磁波通过时,FSS会呈现四种特性,分别是低通,高通,带阻和带通。通常情况下,设计低通滤波器时选用电容性FSS,设计高通滤波器时选用电感性FSS,当FSS阵列单元在谐振频率附近时,电容性FSS呈现全部反射特性,即为带阻滤波器,电感性FSS呈现全部透射特性,即为带通滤波器。四种传输特性如图2。1。1所示。文献综述

图2。1。1  FSS四种传输特性

FSS在不同的单元和不同单元的组合下会发生不同的滤波特性。FSS的滤波原理如下所示:

如图2。1。2所示,假设在一个平面内,一个电子被固定在一根垂直的导线上,当电磁波按如图所示的方向照射到平面上时,因为波印廷矢量与电场和磁场的方向都垂直,则电场和磁场的方向都与平面平行,则电场和磁场作用于电子,会引起电子的振荡。根据能量守恒定理,电子振荡会消耗能量,而它的动能来源就是入射波能量的损耗,剩下的能量则会透过表面继续传输。若当入射电磁波为某一频率时,能量全部转化为电子动能,则透射能量为零,即透射系数为零,则称这一现象为谐振现象,称这一频率为谐振频率。

图2。1。2  低通滤波原理图

    如图2。1。3所示,假设在一个平面上,电子被平行于磁场的一根导线固定在平面上时,当电磁波照射到平面上时,则电子虽然受到垂直方向的力,但是因为水平方向的束缚,不能振荡,则不需要动能,则入射能量能够完全传输。总的来说,若电子吸收入射能量产生动能,则能量不能传输,若电子不吸收能量,则入射能量可以传输[

HFSS频率选择表面的设计仿真与分析(3):http://www.youerw.com/tongxin/lunwen_143604.html
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