柔性宽频可调谐微波吸波体设计与实现

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1、分类号学号M201271993学校代码10487密级硕士学位论文柔性宽频可调谐微波吸波体设计与实现学位申请人：周凯学科专业：微电子学与固体电子学指导教师：江建军教授答辩日期：2015年5月15日AThesisSubmittedinPartialofFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringDesignandImplementationofBroadbandTunableFlexibleMicrowaveAbsorberCandidate：ZhouKaiMajor：Mi

2、croelectronics&SolidStateElectronicsSupervisor：Prof.JiangJianJunHuazhongUniversityofScience&TechnologyWuhanHubei,P.R.China,430074May,2015独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人

3、承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本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和汇编本学位论文。保密□，在____________年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日华中科技大学硕士学位论文摘要针对传统吸波材料和Salisbur

4、y屏吸波结构体密度和厚度大，电磁吸收性能固定，不适应实际动态变换的电磁环境的缺陷。本文研究使用频率选择表面（FSS）结构取代Salisbury屏中的阻抗层，当FSS中加入有源器件如PIN二极管时称为有源频率选择表面（AFSS），探讨吸波性能宽频动态可调技术。本文重点研究柔性基底可调谐吸波结构的微波反射率、可调性、极化稳定性等性能。主要研究结果如下：采用覆膜、曝光、显影、刻蚀、脱膜等工序的柔性FSS制备工艺制备吸波样板。样板可大限度折叠，实际应用时可贴附于弯曲表面。研究对可调AFSS吸波结构优化改进，HFSS仿真结果和实验结果表明，在半圆AFSS图

5、案中加载PIN二极管器件可使结构的吸波性能在2-18GHz频段动态调节，其中等效阻值、AFSS图案大小、AFSS单元间距、介质层厚度、衬底介电常数都会影响结构吸收特性。对比串联加载和并联加载PIN二极管的可调吸波结构，并联情形可调频带更宽，该结构可以在2.65-18GHz频段实现-6dB吸收效果，2.86-14.2GHz频段实现-10dB强吸收效果。结合等效传输线理论分析表明PIN等效电阻的改变影响整个结构的阻抗匹配性，使结构吸波性能动态调节。进一步研究结构谐振频点的阻抗、电场、表面电流分布和体损耗密度可知，在谐振点处吸波体与自由空间阻抗共轭匹配

6、，能量损耗的形式为电路谐振损耗、欧姆损耗、回波干涉损耗等。为解决宽频可调谐吸波体极化稳定性问题，从方环系列演变图案总结规律对可调谐吸波结构的极化稳定性设计提出双层旋转的改进措施。经改进后的设计方案，AFSS和PIN二极管中电流分布的具备旋转对称性，结构在2-18GHz频段实现对水平和垂直入射波较好的极化稳定性。关键词：有源频率选择表面；柔性基底；宽频可调；吸波机理；极化稳定性I华中科技大学硕士学位论文AbstractThedensityandthicknessoftraditionalabsorptionmaterialandSalisburys

7、creenstructureislarge,theelectromagneticabsorptionislimited.Itisnotadaptedtotheactualdynamicelectromagneticenvironment.Frequencyselectivesurface(FSS)isusedtoreplacetheresistancelayerinSalisburyscreen.WecalledtheFSSloadingactivedevicesasactivefrequencyselectivesurface(AFSS).Th

8、isstructurecanrealizeabsorptiontunable.Thetunablemicrowavereflectivi