基于基片集成波导的频率选择表面设计

摘要

频率选择表面，英文简写为FSS，对频率选择表面的研究已经走过了近百年的发展历史。长期以来，诸多学者关注研究的重点在于高性能化FSS。伴随着日益发展和提升的计算机技术，对于仿真化设计高复杂度和多维结构的FSS提供了更高的要求。开放空间下，FSS具备电磁波滤波器的相关功能，进一步提升了其在实践领域的应用性能，对于微波学以及天线学领域的研究来讲，这是未来研究领域的又一个重要突破。
　　 基片集成波导，英文简称SIW，近几年，其成为学术界关注的一个焦点，不但具备波导的优点，还具备微带线的优点。试图引入SIW结构引入到FSS设计中，得到一些新颖的具有良好性能的FSS结构，新结构在选择特性和不同入射角度的稳定性方面有极大的提高。
　　 本文在了解FSS相关课题的研究背景和国内外的发展状况，以及基本物理特性的条件下，对分析FSS的理论方法进行归纳总结。采用有效的分析方法，并且结合SIW技术的研究发展状况，将传统的FSS和SIW形成的腔体相结合，得到一种新型的频率选择表面结构。针对这种设想，尝试设计了将贴片方环与SIW结合，得到具有双边陡峭带外衰减特性的贴片带通频率选择表面，以及结合具有左手特性结构的镂空开口谐振环，英文简写CSRR，与缝隙型FSS（形成于SIW），因为在谐振频率的条件下，CSRR结构会生成负介电常数，进而产生陡峭度比较高的传输禁带，于是得到了具有单边陡峭带外衰减特性及良好频率选择特性的缝隙FSS结构。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 研究背景

1．2 频率选择表面研究现状

1．3 SIW技术以及SIW应用在FSS的研究现状

1．4 本论文的主要内容

2 频率选择表面(FSS)理论及分析方法

2．1 频率选择表面基本特性

2．1．1 Floquet定理

2．1．2 分层媒质中的偶极子阵列

2．1．3 栅瓣现象

2．2 分析方法

2．2．1 模式匹配法

2．2．2 谱域法

2．3 小结

3 基于基片集成波导贴片频率选择表面

3．1 基片集成波导(SIW)的传输特性分析

3．2 基片集成波导的工程应用

3．3 引入SIW结构的缝隙型FSS

3．4 基于基片集成波导的贴片型频率选择表面

3．4．1 传统贴片方环型FSS结构

3．4．2 基于SIW的贴片FSS结构设计

3．4．3 单元参数尺寸对性能的影响

3．5 本章小结

4 基于基片集成波导和CSRR的频率选择表面

4．1 基于传输线理论SRR等效电路的研究

4．1．1 SRR结构的提出

4．1．2 SRR等效电路模型的建立

4．2 CSRR耦合平面传输线等效电路的理论研究

4．3 基于SRR结构的多频带频率选择表面

4．4 本章小结

5 总结与展望

致谢

参考文献