基于FSS的隐身天线罩及天线一体化研究

摘要

频率选择表面（Frequency Selective Surface，FSS）是一种空间滤波器，它可以作为天线的带通或带阻天线罩，也可以用作特定频带的吸波结构件，在隐身天线罩中广泛应用。对于实际的天线系统，天线罩和天线互相影响。对天线罩和天线组成的一体化系统进行电磁性能分析，对于天线的优良性能实现有非常重要的意义。本文从等效电路法出发，分别分析并设计了频率选择表面天线罩和阵列天线，然后通过天线罩和天线的一体化分析，比较天线工作性能的变化，从而实现天线的优良工作性能。
　　本文首先介绍了频率选择表面的研究背景及研究意义，并且对频率选择表面的基本理论进行阐述。然后结合目前的研究热点—隐身，对天线的设计背景和隐身天线罩的设计问题做了一些介绍。
　　频率选择表面的设计与应用越来越广泛，本文首先利用等效电路法设计了一种工作在低频段的小型化频率选择表面。对贴片回折线加金属过孔的结构进行了仿真，并利用等效电路法对其进行分析计算，通过比较两种结果的差异，验证结果的正确性。
　　随着现代军事科技的发展，对具有隐身功能和宽角宽带扫描的天线的需求越来越大，而传统的相控阵天线体积较大，并且在阵列环境中单元之间耦合较大。针对这些问题，本文设计了一款超宽带阵列天线。首先，在HFSS中设计仿真了具有周期结构的的天线，该天线工作频带宽（带宽能达到五个倍频）。然后，对设计出的天线进行加工，并在电子科技大学微波暗室中测试，将测试结果与仿真结果进行对比，以验证阵列天线工作性能是否符合要求。
　　应用设计出的频率选择表面作为隐身天线罩，与设计出的阵列天线进行一体化仿真。通过分析天线罩和天线组成系统的电磁性能，和阵列天线的工作性能进行比较，为实际工作中的天线罩设计或天线设计提供借鉴。
　　最后，通过总结硕士期间的研究工作，阐述了研究成果的优缺点，并且对研究工作中遇到的难题进行罗列，以便后续研究工作的展开。

目录

声明

第一章 绪 论

1.1 研究背景与意义

1.2 国内外研究历史与现状

1.3 论文的研究内容

第二章 频率选择表面理论分析

2.1 频率选择表面的特性

2.2 频率选择表面的滤波机理

2.3 频率选择表面的基本设计思路

2.4 本章小结

第三章 阵列天线理论分析

3.1 引言

3.2 阵列天线理论

3.3 相控阵天线原理

3.4 超宽带阵列天线理论

3.5 本章小结

第四章 频率选择表面和天线的设计

4.1 引言

4.2 频率选择表面隐身天线罩的设计

4.3 超宽带阵列天线的设计

4.4 加工与测试

4.5 本章小结

第五章 天线罩和天线的一体化研究

5.1 引言

5.2 频率选择表面天线罩和窄带天线的一体化设计

5.3 天线罩和超宽带阵列天线的一体化设计

5.4 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 论文的主要工作

6.2 研究展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间取得的成果