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近年来电磁脉冲武器不断发展,电磁环境的复杂性不断增加,使得电子设备的安全面临着越来越严重的威胁,强电磁防护研究的重要性日益凸显。卫星通信设备作为电子战中极为重要的电子设备之一,其正常运转是掌握信息化战争主动权的重要保障。因此,针对卫星通信设备的高功率防护技术进行深入研究十分迫切,且意义重大。本文通过分析传统高功率防护手段的原理与特点,采用现今热点电磁新材料,针对性地结合能量选择表面(Energy Selective Surface,ESS)以及频率选择表面(Frequency Selective Surface,FSS)共同设计卫星通信设备的高功率微波防护结构,在限制强电磁脉冲的前提下,进一步滤除带外干扰,保障信号的正常收发。本文一方面从工作机理出发,研究并验证了FSS的空间滤波特性及ESS的能量选择特性;另一方面结合理论与CST软件重点仿真验证了各因素对于FSS传输特性的影响,以及单元尺寸中各参数、导电单元形状和介质板对ESS两个稳态下插入损耗及屏蔽效能的影响,并对结果作了仔细的分析总结;然后针对卫星通信设备的高功率防护与滤波应用,基于第二、三章的分析结果设计并优化了一种采用组合型周期单元的三层级联FSS结构用于抑制带外干扰,以及一种双层交叉ESS结构用于空间限幅;最后,基于对多层周期性表面结构的研究,仿真优化了所设计的ESS与FSS级联结构在强电磁波入射时的限幅效果与正常脉冲信号入射下的传输特性。研究结果表明,在X波段,所设计的组合型周期单元的三层级联FSS结构在8.4-9.2GHz具有良好的带通特性,截止频率段陡峭,过渡带窄,且对于不同角度的入射波表现稳定;所设计的十字形双层交叉ESS结构在理想状态下8-12GHz范围内屏蔽效能保持在26d B以上,对强电磁信号屏蔽性能良好,且工作在透波模式时,在X波段内插入损耗小于3d B,允许正常功率信号顺利通过;所设计并优化的ESS与FSS级联结构对卫星通信频带内的正常收发信号呈带通特性,而在强电磁脉冲入射条件下表现出空间限幅特性,同时对带外干扰信号有良好的滤除效果。该设计既保障了设备不受高功率微波损毁,又在确保设备能够正常信号收发的前提下有效去除了工作频带外的干扰信号,易于应用到卫星通信设备的高功率防护与滤波系统中。