极化稳定宽带可调多峰有源吸波结构的研究

摘要

极化稳定有源吸波结构作为新型吸波材料，因其独有的吸波特点在雷达隐身中发挥了重要作用。本文以传输线理论为基础，结合谐振器的设计思路，研究了有源极化稳定吸波结构的设计思路及分析方法，并设计了一种极化稳定宽带可调多峰的有源吸波结构。
　　本文详细分析了单极化双半圆图案的等效电路模型，提取了双半圆图案各个部分的电路元件参数。通过改变元件参数的大小，对比其仿真结果，得到了双半圆图案的相应变化，进一步验证了等效电路模型的准确性。
　　基于单极化双半圆等效电路模型，分析了具有两种电阻加载方式的旋转对称双半圆图案的等效电路模型。当相邻周期单元的电阻相互串联加载时，吸收峰频点随电阻大小的变化而产生移动，此时对应的等效电路属于LC串联谐振电路，电阻的改变对谐振频点具有很好的可调性；当各个周期单元的电阻相互并联加载时，吸收峰频点不再随电阻的变化而移动，此时对应的等效电路属于LC并联谐振电路，这解释了电阻并联加载型吸波结构的吸收频点几乎不可调的原因。
　　对比分析了蝶形、双半圆的实心和环形图案的性能，得出它们性能相同的原因，是由于这一系列变换都没有打破原有图案的电偶极子平衡。通过引入开口谐振环的设计，既保持了原来的大部分吸收性能(5-7GHz)，又打破了原有的电偶极子平衡，并且在3.5GHz左右引入新的谐振频点，拓宽了整体的吸收带宽。
　　基于开口谐振环，设计了一种极化稳定宽带多峰的有源吸波结构，该结构的周期单元是由四对旋转对称的双半圆组成，并且每对双半圆都加载了可变电阻。测量结果表明，当激励电压改变时，这种吸波结构的反射系数可以在2.1–2.5GHz和3.1–6.8GHz达到-10dB以下动态可调。
　　总之，本文通过对有源吸波结构的设计及其分析方法的研究，改善了原有的结构模型，并在目标频段设计出了具有良好吸收性能的有源吸波结构。

目录

声明

1 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 有源吸波结构的介绍

1.3 国内外研究概况

1.4论文的主要内容

2 有源吸波结构的分析理论及方法

2.1电磁场理论分析方法

2.2等效传输线模型分析方法

2.3谐振器的设计及应用

2.4 本章小结

3有源吸波结构的传输线电路模型的分析

3.1有源吸波结构的传输线电路模型的建立

3.2 单极化双半圆图案等效电路模型的分析

3.3 有源极化稳定吸波结构的LC串联等效电路模型

3.4 有源极化稳定吸波结构的LC并联等效电路模型

3.5本章小结

4 基于开口谐振环的有源吸波结构的设计

4.1 相似图案的有源吸波结构的性能对比

4.2 蝶形开口环有源吸波结构的设计

4.3多频带有源吸波结构的优化与设计

4.4 开口谐振环对有源吸波结构的影响

4.5本章小结

5 总结与展望

5.1总结

5.2 展望

致谢

参考文献

附录 1 攻读硕士学位期间发表论文目录