【摘 要】
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近年来,随着超材料的进一步发展,为空间电磁波的人工调控提供了一个全新思路。电控频率选择表面(Active Frequency Selective Surface,AFSS)是一种对电磁波具有动态调控特性的超材料,针对现有无源干扰器件存在散射特性固定、无法实时调控的问题,本文研究了AFSS的电磁特性,就其动态调控对雷达特性的影响展开了深入的分析与讨论,并探索其应用于无源干扰领域的可能性。本文的主要工
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近年来,随着超材料的进一步发展,为空间电磁波的人工调控提供了一个全新思路。电控频率选择表面(Active Frequency Selective Surface,AFSS)是一种对电磁波具有动态调控特性的超材料,针对现有无源干扰器件存在散射特性固定、无法实时调控的问题,本文研究了AFSS的电磁特性,就其动态调控对雷达特性的影响展开了深入的分析与讨论,并探索其应用于无源干扰领域的可能性。本文的主要工作和创新点如下:(1)电控可调频率选择表面的设计与分析本文设计了一种“目”字形AFSS,通过电磁仿真软件HFSS,从单元结构、介质支撑层厚度、电磁波极化方式以及入射角度等方面仿真研究了该结构的反射性能,结果表明:该结构是一种单极化响应结构,对电磁波入射角度敏感,能实现40d B的吸波深度可调,相较于单方环AFSS在调制频带宽度上拓宽了3GHz。最后,设计制作了“目”字形AFSS实验样品,开展实验测试实验样品的反射特性。(2)电控可调无源散射体的设计与分析本文设计了一种基于领结型AFSS的电控三面角反射器结构,通过电磁仿真软件CST对三面角的雷达散射截面(Radar Cross section,RCS)进行仿真,分析了介质支撑层厚度对其雷达目标特性的影响,结果表明:该电控可调三面角反射器结构能够实现电磁波的快速回溯,具有对其RCS值20d Bsm深度的动态调控效果。最后,制作了电控三面角实物并进行了反射特性的测试。(3)电控可调无源散射体对雷达特性的影响分析本文首先建立了电控可调无源散射体梯形调制的数学模型,分析其对雷达信号的调制原理,并提出间歇散射的调制方法。然后采取先理论推导、后仿真验证的思路先后分析了调制信号、回波信号的时频特性,不同入射信号对周期梯形调制回波信号特性的影响以及间歇散射调制对雷达匹配滤波性能的影响。结果表明:电控可调无源散射体具有对电磁波的动态调控特性,其间歇散射调制后的回波经匹配滤波后能够生成假目标起到无源干扰的效果。
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