应用FSS的微带共形天线设计研究

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频率选择表(frequency Selective Surface,FSS)是一和二维周期性阵列结构,由于其对不同的入射电磁波产生不同的反射或透射效果,在微波天线领域应用非常广泛,加载FSS成为改善天线整体性能的主要方法之一。本文从FSS的运用角度着节,对带阻型FSS进行了全面的研究与分析,设计新型FSS单元结构,利用加载FSS结构的方法改善微带共形天线Sll参数、展宽频带带宽,同时减小天线的后向辐射、增加前向辐射,以此提高天线的增益。主要研究内容包含以下几点:第一,设计了两款不同的微带共形天线,即方形超宽带天线和圆形超宽带天线。经过仿真优化,其10dB阻抗带宽覆盖超宽带(Ultra Wide Band,UWB)频段,即3.1~10.6GHz.且具有全向辐射的特性。将天线共形在不同曲率的圆柱体上,天线表现出良好的适应性。通过对实物的加工和测试,验证了设计的正确性和实际应用的可行性。第二,通过对传统FSS单元结构的改进与创新,设计了两款不同的新型超宽带小型化FSS单元结构,即“圆弧形”Fss 和“窗花形”FSS单元结构。经过仿真优化,FSS结构在2.5~11.5GHz频段内具有良好的阻带特性,能够覆盖盖UWB频段。通过不同入射角角角度和极化模式下的仿真,FSS在TE和TM极化下都能表现出稳定的宽带阻带特性。具备良好的角度定性和极化稳定性。第三,将设计的并按型FSS加载在方形和圆形超宽带天线上,能够对天线的Sll参数有所改善,減小天线的后向辐射,增加前向辐射,有效提高天线的增益,最大增加7dB。同时,新型FSS结构的尺寸能够得到有效减小。通过对实物的加工和测试,验证了设计的正确性和实际应用应用的可行性。
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