[發明專利]提取雙頻帶頻率選擇表面等效電路參數的方法

有效

• 申請號: 201510496692.8
• 申請日: 2015-08-13
• 公開（公告）號: CN105069235B
• 公開（公告）日: 2018-05-25
• 發明（設計）人: 李龍;馬芳;寇娜;劉海霞;史琰;翟會清
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心 61205
• 代理人: 王品華;王喜媛

本發明公開了一種雙頻帶頻率選擇表面等效電路參數的提取方法，主要解決現有技術依賴經驗公式提取等效電路參數的局限性問題。其實現步驟是：1.將頻率選擇表面的散射矩陣轉換為傳輸矩陣；2.通過傳輸矩陣得到等效電路的導納矩陣和阻抗矩陣；3.用等效電路中的集總元件表示導納矩陣和阻抗矩陣；4.采用曲線擬合的優化算法，提取出等效電路中的參數。本發明能夠對任何的雙頻帶頻率選擇表面的等效電路參數進行提取，并提高了雙頻帶頻率選擇表面等效電路參數的精確性，可用于快速準確地分析雙頻帶頻率選擇表面的特性。

技術領域

本發明屬于超材料技術領域，特別涉及一種提取雙頻帶頻率選擇表面等效電路參數的方法，可用于快速分析頻率選擇表面的特性。

背景技術

頻率選擇表面FSS是由相同的貼片或孔徑單元按二維周期性排列構成的無限大平面結構，它對具有不同工作頻率、極化狀態和入射角度的電磁波具有頻率選擇特性，因此在電磁領域得到廣泛應用，尤其在電磁隱身、電磁兼容、通信、電子對抗等領域具有廣泛的應用前景。

不同的頻率選擇表面主要區別在于構成單元分為貼片型和孔徑型兩種結構，其本身不吸收能量，但是卻能夠有效的控制入射電磁波的傳輸和反射，即在單元諧振頻率附近呈現全反射或者全傳輸特性。由于飛行器、航海艦艇等會產生具有散射性質的電磁波，而基于頻率選擇表面研制的天線罩或者吸波材料可以實現帶內、帶外雷達截面RCS的減縮。

等效電路法是分析頻率選擇表面特性的一種方法，而提取等效電路的參數成為該方法的關鍵。通常采用經驗公式提取等效電路的參數，但這種方法具有局限性：第一該方法只能對特定的結構進行提取，第二該方法只適用于一定的頻帶范圍，在寬頻帶內不能夠準確提取。

發明內容

本發明的目的在于提出一種雙頻帶頻率選擇表面等效電路參數的提取方法，以解決現有方法提取等效電路參數的局限性，實現在較寬頻帶內對等效電路參數進行快速準確的提取。

本發明的技術思路是：利用頻率選擇表面散射矩陣S(ω)，轉換成傳輸矩陣A(ω)，再求得導納矩陣Y(ω)和阻抗矩陣Z(ω)，然后通過曲線擬合的優化算法提取出頻率選擇表面的等效電路的參數，使得提取出的等效電路散射矩陣S(ω)響應與頻率選擇表面本身的散射矩陣S(ω)相吻合，而且對于任意的雙頻帶頻率選擇表面結構均適用。

根據上述思路，本發明給出如下兩種雙頻帶頻率選擇表面的技術方案：

技術方案一：

一種雙頻帶帶通型頻率選擇表面等效電路參數的提取方法，包括如下步驟：

(1)將雙頻帶帶通型頻率選擇表面的散射矩陣轉換為傳輸矩陣其中，S11(ω)表示雙頻帶帶通型頻率選擇表面第1端口的反射系數，S12(ω)表示第2端口到第1端口的傳輸系數，S21(ω)表示第1端口到第2端口的傳輸系數，S22(ω)表示第2端口的反射系數；A11(ω)表示雙頻帶帶通型頻率選擇表面的轉移電壓比，A12(ω)表示轉移阻抗，A21(ω)表示轉移導納，A22(ω)表示轉移電流比，ω表示頻率選擇表面的工作角頻率；