基于电路模拟的单层吸波结构研究与设计

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现代吸波技术衡量吸波结构优劣的标准主要在薄(厚度),宽(有效频带),轻(质量),强(机械强度)等几个方面。而对于基于频率选择表面的吸波结构而言,由于其本身剖面较低,如何拓展工作带宽就成为了研究的重点。本文在对Salisbury型和Jumman型吸波结构,进行理论和仿真的研究、并对高阻表面的理论和等效电路进行分析的基础上,对于设计宽频带的高阻表面给出了设计思路。本文将宽频带接收天线的设计思路引入到吸波屏蔽的研究中,将贴片作为天线振子,而将集总电阻所处位置作为天线端口看待,有效地减少天线的散射特性。将入射平面波作为接收天线的信号,将能量引入到接收天线的端口,并通过端口处的匹配电阻进行信号能量接收,并利用该电阻消耗吸收能量。为了准确分析依据以上思路设计的吸波屏的吸波效果,采用无限周期的单元模型,利用基于有限元算法的电磁仿真软件Ansoft HFSS,使用主从边界条件,对该模型中的主要参数进行了仿真优化。根据优化结果,制成样品,通过最后的样品测试,可以看到所设计的吸波屏的厚度和频带相比于传统的Salisbury有了较大的改善,其中厚度仅仅是-10dB中心频段对应波长的1/8,而其相对频带宽度达到80%以上。因此,可以认为该吸波屏具有比传统吸波屏更“薄”的吸波结构和更“宽”的吸波带宽。
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