超宽带吸透一体频率选择表面研究

作     者：耿若琳 

作者单位：东南大学 

学位级别：硕士

导师姓名：曹振新

授予年度：2022年

学科分类：080902[工学-电路与系统] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 

主      题：吸透一体化 频率选择表面 超宽带 隐身天线罩 

摘      要：随着雷达探测技术的不断进步,提高我方作战装备的隐身性能面临着巨大的挑战,而天线则是影响雷达散射截面的主要因素之一。吸波透波一体化的频率选择表面具有带外吸波和带内透波的特性,在隐身天线罩领域有重要的应用价值,能够在保证天线正常工作的前提下,实现工作通带内信号正常传输,同时吸收带外的电磁波,缩减双站雷达散射截面,全方位提高天线的隐身能力。本文主要研究了具有吸波透波一体化特性的频率选择表面,设计了有耗阻抗表面和无耗频率选择表面,然后进行复合仿真优化,设计出了在低频吸波和高频透波,吸透一体化的频率选择表面天线罩。首先设计了基于电路模拟吸收体原理的阻抗表面损耗层,通过引入金属化过孔连接介质板两侧的金属条带,以实现小型化。损耗结构加载于金属地板时,吸波率大于80%的带宽为2.29-4.85GHz,没有金属地板的损耗结构在5.4-18GHz的插入损耗小于1.2d B,具有良好的极化稳定性和较好的角度稳定性。加工测试的结果与仿真结果基本一致。其次通过使用多层级联的非谐振式结构,设计了一种由金属圆环、金属栅格和金属圆环三层单元级联而成的带通频率选择表面,具有超宽带特性。其插入损耗小于1d B的传输通带为6.4-19.3GHz,相对带宽为100.4%,具有良好的极化稳定性和较好的角度稳定性。加工测试的结果与仿真结果基本一致。最后将设计的损耗层与频率选择表面层进行联合仿真,设计了一种吸波透波一体化的ATFSS,吸收率在80%以上的带宽为2.3-3.9GHz,插入损耗小于1d B的传输通带为6.2GHz-19GHz,相对带宽达到了101.6%,具有良好的极化稳定性和较好的角度稳定性。加工测试的结果与仿真结果基本一致,在2.5-3.9GHz范围内的单站RCS缩减量不低于5dB,缩减量最大可达8dB。