有源可重构频率选择表面分析与设计

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可重构频率选择表面较经典的无源频率选择表面而言,谐振特性可以被外界激励所控制而发生改变,因此可重构的频率选择表面能很好的适应外部电磁环境的变化从而发挥自己的最大作用。可重构频率选择表面可以弥补传统频率选择表面的缺点,各国对平面可重构频率选择表面的研究较多。但是在实际环境中,很多设备并不是平面结构,在应用中需要更多的是共形频率选择表面,所以对共形频率选表面的研究就具有很重要的意义。本文首先研究频率选择表面的基本原理及其分析方法,介绍频率选择表面的应用以及如何抑制频率选择表面的栅瓣,并以圆环形带阻频率选择表面为例,分析频率选择表面谐振特性与频率选择表面结构参数的关系。其次设计新型宽带频率选择表面,此频率选择表面在2GHz到6GHz频段内带通,7GHz到18GHz频段内带阻,同时能对入射波角度变化和入射波极化变化保持谐振特性的稳定性。在此基础上,宽带频率选择表面内分别引入电容电感加载,考察加载电容电感值变化对频率选择表面谐振特性的影响,然后同时加载电容电感便可以实现新型可重构宽带频率选择表面。最后研究共形频率选择表面,设计一个基于有源共形频率选择表面的可重构天线,通过控制二极管的状态改变频率选择表面的谐振特性从而实现天线的可重构。本文为验证基于有源频率选择表面的可重构天线设计方案的正确性,利用间断十字架结构及连续十字架结构代替二极管的两种状态,并用这两种频率选择表面成共形频率选择表面,并结合全向天线,制作成基于共形频率选择表面的天线。该共形频率选择表面可以将全向天线的全向辐射方向图转为定向辐射的方向图。
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