多層劃分像素化頻率選擇表面吸波性能的EDA優(yōu)化設計.pdf

1、頻率選擇表面(FSS)吸波結(jié)構(gòu)是一種新型結(jié)構(gòu)型吸波材料，它已成為吸波材料研究熱點之一。如何設計頻率選擇表面的幾何圖形來獲得特定的吸波性能是一個復雜問題。本文設計的像素化頻率選擇表面層主要由金屬像素點圖案和加載的元器件兩部分組成，并采用分布估計算法（EDA），對器件加載的多層劃分像素化頻率選擇表面（MPFSS）的吸波性能進行優(yōu)化設計。
　　本論文首先討論了EDA算法用于MPFSS優(yōu)化設計的優(yōu)勢以及相應HFSS模型建立。在MPFSS的

2、優(yōu)化設計中，金屬像素點圖案和加載電阻的位置存在變量依賴關系，這種關系主要是通過建立概率分布模型中的條件概率模型來體現(xiàn)。經(jīng)過測試，種群個體數(shù)、優(yōu)勢個體數(shù)、算法代數(shù)分別設置為300、90、10。利用MATLAB調(diào)用HFSS對每個個體進行仿真得到最優(yōu)結(jié)果。通過對不同像素點比例劃分的討論，確定1:2:4的劃分方案。
　　隨后本文對加載電阻的MPFSS在2-6 GHz頻率范圍內(nèi)的吸波性能進行了優(yōu)化。得到的最優(yōu)單元結(jié)構(gòu)反射率低于-10 dB的

3、吸收帶寬為2.13-5.93 GHz。其優(yōu)化進程驗證了EDA建立概率分布模型的能力和快速收斂的效率。對應的表面電流密度分布圖說明電阻損耗對提高吸波性能有重要作用。制備出的平板吸波結(jié)構(gòu)實物垂直吸波性能在-10 dB的吸收頻帶為2.43-6 GHz，實測與仿真結(jié)果高度符合，驗證了MPFSS的EDA優(yōu)化設計的可行性和高效性。同時，其斜入射性能在入射角為30度以內(nèi)基本能達到2-6GHz范圍-10 dB的帶寬
　　最后，對有源器件加載的像素