可重构频率选择表面的研究与应用

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1、ｉ｜硕士学位论文｜參｜可重构频率选择表面的研究与应用作者姓名黄大勇学校导师姓名、职称雷振亚教授＿企业导师姓名、职称朱金彪高工申请学位类别工程硕士学校代码10701学号1502121207分类号TN82密级公开西安电子科技大学硕士学位论文可重构频率选择表面的研究与应用作者姓名：黄大勇领域：电子与通信工程学位类别：工程硕士学校导师姓名、职称：雷振亚教授企业导师姓名、职称：朱金彪高工学院：电子工程学院提交日期：2018年6月ResearchandApplicationofReconfigurableFrequencySelectiveSurfacesAthesissu

2、bmittedtoXIDIANUNIVERSITYinpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterinElectronicsandCommunicationsEngineeringByHuangDaYongSupervisor:LeiZhenYaTitle:ProfessorSupervisor:ZhuJinBiaoTitle:SeniorEngineerJune2018西安电子科技大学学位论文独创性（或创新性）声明秉承学校严谨的学风和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在导师。尽我所知指导下进行的研宂工作及

3、取得的研宄成果，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研宄成果；也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料一。与我同工作的同事对本研宄所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。一学位论文若有不实之处ａ，本人承担切法律责任爱＊名Ｌ：日期：本人签名西安电子科技大学关于论文使用授权的说明本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研宄生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅、借阅论文；学校可以公

4、布论文的全部或部分内容，允许采用影。合学位论文研宂成果完成的论缩印或其它复制手段保存论文同时本人保证，结，署名单位为西安电子科技大学文、发明专利等成果。ＫＩ：：本人签名导师签名川“⑷、Ｌ日期；日期：摘要摘要频率选择表面(FrequencySelectiveSurface,FSS)是一种周期性结构，在空间电磁环境中表现带通或带阻的滤波特性。对于无源的FSS而言，实物加工完成后其电气性能不可改变，因而其不能匹配繁杂易变的空间环境，而可重构FSS可以完善无源FSS的不足，其滤波特性可以根据外界条件的控制，使其能够很好地匹配繁杂的电磁环境变化，因此也成为国内外专家探索的重点。

5、本文首先简要介绍了频率选择表面的基础理论和其相关应用，然后利用FSS的基本特性，设计了一种加载PIN二极管的方向图可重构天线，和一种加载PIN二极管的频率可重构反射阵天线。本文具体的研究内容如下：1.本文设计了一款加载PIN二极管的方向图可重构天线，其是由频率选择表面和微带单极子天线组成，单极子天线和频率选择表面均工作在频率2.1GHz处，利用频率选择表面对电磁波独特的频率选择特性，通过控制PIN二极管的导通与截止两种工作状态实现水平面上波束的全向扫描，扫描步进是30度，天线增益接近6.9dB，相较于单极子天线，天线辐射增益增加接近4.8dB，3dB波束宽度接近120度；接着又在此基础上，通过

6、改变FSS单元的组阵结构，改变了馈源天线与频率选择表面之间的间距，然后通过控制PIN二极管的工作状态，在频率2.1GHz处实现波束的全向扫描，扫描步进接近15度，天线增益接近7.4dB，3dB波束宽度接近60度，实现了天线辐射的波束宽度的缩减，最后完成实物的加工与测试，发现实测的结果与仿真的结果基本一致，证明了天线设计的可靠性。2.本文在讨论了FSS单元结构的极化稳定性和角度稳定性的基础上，设计了一款加载PIN二极管的频率可重构微带反射阵天线，通过改变单元尺寸大小来实现相位的补偿，完成了1515225的反射阵阵列的设计，采用角锥喇叭天线作为馈源，首先完成标准角锥喇叭天线的仿真，得到喇叭天线

7、辐射能量的集中程度，由此计算得到喇叭天线与反射面之间的间距；然后完成了喇叭天线正馈的仿真，仿真结果显示当PIN二极管处于截止状态时，天线在9GHz-11.5GHz频带范围增益在20dB以上；当PIN二极管处于导通状态时，天线在7.5GHz-9GHz频带范围增益在20dB以上，实现了天线频率可重构的功能；由于存在喇叭天线的遮挡效应，接着又在此基础上，通过喇叭天线的能量集中程度计算得到喇叭天线与频率选