[发明专利]提取双频带频率选择表面等效电路参数的方法

说明书

本发明公开了一种双频带频率选择表面等效电路参数的提取方法，主要解决现有技术依赖经验公式提取等效电路参数的局限性问题。其实现步骤是：1.将频率选择表面的散射矩阵转换为传输矩阵；2.通过传输矩阵得到等效电路的导纳矩阵和阻抗矩阵；3.用等效电路中的集总元件表示导纳矩阵和阻抗矩阵；4.采用曲线拟合的优化算法，提取出等效电路中的参数。本发明能够对任何的双频带频率选择表面的等效电路参数进行提取，并提高了双频带频率选择表面等效电路参数的精确性，可用于快速准确地分析双频带频率选择表面的特性。

技术领域

本发明属于超材料技术领域，特别涉及一种提取双频带频率选择表面等效电路参数的方法，可用于快速分析频率选择表面的特性。

背景技术

频率选择表面FSS是由相同的贴片或孔径单元按二维周期性排列构成的无限大平面结构，它对具有不同工作频率、极化状态和入射角度的电磁波具有频率选择特性，因此在电磁领域得到广泛应用，尤其在电磁隐身、电磁兼容、通信、电子对抗等领域具有广泛的应用前景。

不同的频率选择表面主要区别在于构成单元分为贴片型和孔径型两种结构，其本身不吸收能量，但是却能够有效的控制入射电磁波的传输和反射，即在单元谐振频率附近呈现全反射或者全传输特性。由于飞行器、航海舰艇等会产生具有散射性质的电磁波，而基于频率选择表面研制的天线罩或者吸波材料可以实现带内、带外雷达截面RCS的减缩。

等效电路法是分析频率选择表面特性的一种方法，而提取等效电路的参数成为该方法的关键。通常采用经验公式提取等效电路的参数，但这种方法具有局限性：第一该方法只能对特定的结构进行提取，第二该方法只适用于一定的频带范围，在宽频带内不能够准确提取。

发明内容

本发明的目的在于提出一种双频带频率选择表面等效电路参数的提取方法，以解决现有方法提取等效电路参数的局限性，实现在较宽频带内对等效电路参数进行快速准确的提取。

本发明的技术思路是：利用频率选择表面散射矩阵S(ω)，转换成传输矩阵A(ω)，再求得导纳矩阵Y(ω)和阻抗矩阵Z(ω)，然后通过曲线拟合的优化算法提取出频率选择表面的等效电路的参数，使得提取出的等效电路散射矩阵S(ω)响应与频率选择表面本身的散射矩阵S(ω)相吻合，而且对于任意的双频带频率选择表面结构均适用。

根据上述思路，本发明给出如下两种双频带频率选择表面的技术方案：

技术方案一：

一种双频带带通型频率选择表面等效电路参数的提取方法，包括如下步骤：

(1)将双频带带通型频率选择表面的散射矩阵转换为传输矩阵其中，S11(ω)表示双频带带通型频率选择表面第1端口的反射系数，S12(ω)表示第2端口到第1端口的传输系数，S21(ω)表示第1端口到第2端口的传输系数，S22(ω)表示第2端口的反射系数；A11(ω)表示双频带带通型频率选择表面的转移电压比，A12(ω)表示转移阻抗，A21(ω)表示转移导纳，A22(ω)表示转移电流比，ω表示频率选择表面的工作角频率；