有限周期曲面频率选择表面电磁特性sed方法分析

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1、NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofElectronicandInformationEngineeringElectromagneticAnalysisofFiniteandCurvedFSSwithSub-EntireDomainMethodAThesisinElectronicsScienceandTechnologybyXueWeiAdvisedbyAssociateProf.HeXiaoxiangSubmittedinPartialFulfillmentoftheReq

2、uirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringJan,2012承诺书本人声明所呈交的硕士学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京航空航天大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。本人授权南京航空航天大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本承诺书）作者签名：日期：II南京航空航天大学硕士学位论文摘要针对有限周期曲面频率选择表面

3、（FSS）电磁特性精确分析这一技术难点，本文引入了基于矩量法的修正简化子全域（SSED）基函数处理方法，针对柱面、圆锥面、棱锥等周期结构，通过平移、旋转初始单元建立模型，并采用分列或分区域提取基函数的修正技术，从而实现了对曲面金属FSS阵列的全波分析，同时凭借SSED方法计算未知数少、内存消耗低的优点可方便对大规模阵列的电磁特性进行模拟。利用该修正SSED方法计算并分析了不同单元类型、不同阵列规模、不同入射波频率、不同入射角度等情况下金属FSS阵列的电磁散射特性和传输特性，计算结果与商用仿真软件对比吻合良好，充分验证了算法的可靠性和适用性。其中在计算FSS传输特性时，本文引入了一种

4、基于工程测量的求解方法，即用等效平板的散射来对FSS的散射进行归一化，由此得到反射和透射系数。针对柱面周期结构电磁特性计算中的精度和效率问题，按照修正SSED的思路，本文进一步对扩展的子全域（ESED）基函数、精确的子全域（ASED）基函数进行了柱面修正，并与柱面修正SSED方法进行了比对分析，通过算例论证了不同方法之间的优缺点以及适用范围。借鉴ESED方法的处理思路，本文提出了一种割裂的子全域（TSED）基函数处理技术，通过将单个单元划分为若干子虚拟单元，增加了单元表面电流基函数的个数，扩展了所得阻抗矩阵和系数向量的维数，从而达到提高精度的目的，通过算例仿真验证了该技术的正确性。

5、此外，凭借有限元方法（FEM）可以方便对复杂介质组成目标进行精确模拟的特点，本文通过引入混合有限元简化子全域基矩量法（SSED-MoM/FEM），从而实现了对具有复杂介质组成周期结构电磁特性的分析，拓展了SED的应用范围。采用SSED-MoM/FEM混合方法计算并分析了覆铜介质板以及介质加载十字单元FSS柱面阵列的电磁散射特性，验证了方法的有效性。关键词：频率选择表面，子全域基函数方法，有限元法，电磁散射，透射系数i有限周期曲面频率选择表面电磁特性SED方法分析ABSTRACTToimplementthefull-waveelectromagneticanalysisoffinit

6、eandcurvedFrequencySelectiveSurfaces(FSS),thesimplifiedsub-entiredomain(SSED)basisfunctionmethodismodifiedinthispaper.Cylinders,cones,pyramidsandotherperiodicstructuresareestablishedbytransformingandrotatingtheoriginalelement,andseveralkindsofSSEDbasisfunctionsareobtainedcolumnbycolumnorareaby

7、area.Meanwhile,itiseasyforSSEDmethodtoanalyzetheelectromagneticpropertiesoflarge-scaleperiodicstructuresduetotheadvantageoflesscomputingunknownsandlowmemoryconsumption.ManykindsofFSSswithdifferentelements,differentsizes,differentfrequen