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1、碩士學(xué)位論文寬帶電控頻率選擇表面的研究與設(shè)計RESEARCHANDDESIGNOFBROADBANDELECTRONICALLYCONTROLFREQUENCYSELECTIVESURFACE梁智銘哈爾濱工業(yè)大學(xué)2018年6月國內(nèi)圖書分類號：TN820.8學(xué)校代碼：10213國際圖書分類號：621.3密級：公開工學(xué)碩士學(xué)位論文寬帶電控頻率選擇表面的研究與設(shè)計碩士研究生：梁智銘導(dǎo)師：傅佳輝教授申請學(xué)位：工學(xué)碩士學(xué)科：電磁場與微波技術(shù)所在單位：電子與信息工程學(xué)院答辯日期：2018年6月授予學(xué)位單位：哈爾濱工業(yè)大學(xué)ClassifiedIndex:TN820.8U.D.C:621.3Disser
2、tationfortheMaster’sDegreeinEngineeringRESEARCHANDDESIGNOFBROADBANDELECTRONICALLYCONTROLFREQUENCYSELECTIVESURFACECandidate：LiangZhimingSupervisor：Prof.FuJiahuiAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：ElectromagneticFieldandMicrowaveTechnologyAffiliation：SchoolofElectronicsandInforma
3、tionEngineeringDateofDefence：June,2018Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文摘要電控有源頻率選擇表面（ActiveFrequencySelectiveSurface，AFSS），由傳統(tǒng)的無源頻率選擇表面和有源電控部分結(jié)合在一起構(gòu)成，并可以在電源激勵下，其工作頻率，通、阻特性等基本性能按照實際需求進行電調(diào)諧的器件，。與無源被動的頻率選擇表面相比，AFSS對于當前愈發(fā)復(fù)雜的電磁環(huán)境具有更強的適應(yīng)性，因而在雷達和飛行器隱身、高功率微波武器防護及電磁兼容
4、等領(lǐng)域受到了廣泛的關(guān)注。當前AFSS的研究多集中于實現(xiàn)其工作頻段的可調(diào)諧，雖然實現(xiàn)的方式多種多樣，但可調(diào)頻帶的寬帶化是目前存在的主要問題。本文在傳統(tǒng)FSS理論的基礎(chǔ)上，通過加入開關(guān)型二極管，在較寬的工作頻段下實現(xiàn)了“透射”與“屏蔽”兩種工作狀態(tài)，同時兼顧了AFSS在入射波不同極化條件和較大斜入射角度下的穩(wěn)定性。最終設(shè)計出了兩種寬帶的開關(guān)型電控頻率選擇表面。首先，本文在基于二極管、MEMS開關(guān)、液晶材料以及石墨烯等不同有源器件的大量文獻的基礎(chǔ)上，對比了各種有源部分之間的差異性，針對于本文的技術(shù)指標將PIN二極管作為本文所設(shè)計的AFSS的有源器件。然后從傳統(tǒng)無源被動頻率選擇表面的工作機理出發(fā)
5、，引入了Floquet定理等基本理論，并采用等效電路模型法和傳輸矩陣法兩種AFSS的分析方法，結(jié)合PIN二極管的工作原理，總結(jié)了AFSS的設(shè)計思路和方法，奠定了AFSS的理論基礎(chǔ)。其次，本文設(shè)計了兩種不同的寬帶電控頻率選擇表面方案。第一種方案采用耦合型單元結(jié)構(gòu)，利用PIN二極管對高頻信號的導(dǎo)通作用改變初始寬帶帶通型頻率選擇表面的諧振模式，從而得到寬帶的“屏蔽”效果；第二種方案用平行雙線傳輸線代替了傳統(tǒng)多層頻率選擇表面層與層之間的耦合作用，利用PIN二極管控制平行雙線的通與斷，進而控制AFSS整體濾波性能的通與阻。最后，以等效電路法和傳輸矩陣法分別對兩種方案進行了分析，提取了等效電路中集總
6、元件的參數(shù)值，為方案的設(shè)計和優(yōu)化提供了理論依據(jù)和指導(dǎo)，最終兩種方案的“透射”狀態(tài)下的工作帶寬達8-14GHz，“屏蔽”狀態(tài)帶寬達到2-18GHz，且兼具良好的極化穩(wěn)定性和斜入射穩(wěn)定性，最大斜入射角度為30°。關(guān)鍵詞：有源頻率選擇表面；寬帶；開關(guān)型；等效電路；傳輸矩陣-I-哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文AbstractActiveFrequencySelectiveSurface(AFSS)consistsofthetraditionalpassivefrequencyselectivesurfaceandtheactiveelectroniccontrolunit.Theoperatin
7、gfrequency,passandresistancecharacteristicsofdevicecanbeelectricallytunedaccordingtoactualneeds,poweredbythepowersupply.Comparedwiththepassivefrequencyselectivesurface,AFSSismoreadaptabletotheincreasinglycomplexelectro
