[发明专利]一种快速分析频率选择表面角度稳定性的方法

说明书

本发明公开了一种快速分析频率选择表面角度稳定性的方法，方法步骤中包含：步骤S1：采用FKEO软件对待分析FSS单元结构进行建模；步骤S2：一过程，采用Matlab软件将建模文件中默认的平面波激励用包含N个入射角度信息的平面波入射源替代，再引入FEKO软件，计算FSS单元结构响应电流；重复所述过程M次，得到M组FSS单元结构响应电流，M＜N；步骤S3：重构出N个入射角度激励下的FSS单元结构实际响应电流；步骤S4：采用Matlab软件，将FSS单元结构实际响应电流扩展至任意阵列的FSS实际响应电流；步骤S5：计算散射场，得到N个入射角度激励下FSS的透射率及反射率，完成其角度稳定性分析。本发明可以提升多角度入射下FSS的透射率及反射率的分析效率，节省了设计成本。

技术领域

本发明涉及一种快速分析频率选择表面角度稳定性的方法，属于电磁仿真分析与射频元器件设计领域。

背景技术

频率选择表面(Frequency Selective Surface,FSS)是一种二维周期阵列结构，其本质是一个空间滤波器，在电磁波的照射下表现出明显的带通或带阻的滤波特性，被广泛应用于天线罩、雷达副反射器、吸波材料等领域。

透射率及反射率是表征FSS控制电磁波传播的重要指标参数之一，其受到入射波形式变化的影响，主要体现在宽频率响应与角度稳定性方面。

FEKO是一款以矩量法为基础算法的三维全波电磁仿真软件，具有强大的建模及求解功能，由于其不需要额外设置辐射边界条件，与其他仿真软件相比，FEKO分析FSS特性的步骤较为简便。在分析FSS的宽频响应方面，FEKO采用了自适应频率点采样等先进的快速分析技术，可实现对FSS宽频响应的高效分析，但是，在FSS的角度稳定性分析方面，FEKO仍采用的是传统逐个入射角度计算的方法，耗费大量的时间，增加设计成本。如何提升FSS在多角度入射波激励下的分析效率，成为了本领域亟待解决的技术难题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种快速分析频率选择表面角度稳定性的方法，它可以提升多角度入射下FSS的透射率及反射率的分析效率，大大节省了设计成本。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种快速分析频率选择表面角度稳定性的方法，方法步骤中包含：

步骤S1：采用FKEO软件对待分析FSS单元结构进行建模，生成建模文件；

步骤S2：包含如下过程：采用Matlab软件读写建模文件，将建模文件中默认的平面波激励用包含N个入射角度信息的平面波入射源替代，以完成对建模文件的修改，再将修改后的建模文件引入FEKO软件，调用FEKO solver计算FSS单元结构响应电流；

重复所述过程M次，得到M组FSS单元结构响应电流，其中，M＜N；

步骤S3：将M组FSS单元结构响应电流导入Matlab软件，利用恢复算法重构出N个入射角度激励下的FSS单元结构实际响应电流；

步骤S4：采用Matlab软件，将FSS单元结构实际响应电流扩展至任意阵列的FSS实际响应电流；

步骤S5：采用Matlab软件，根据任意阵列的FSS实际响应电流，计算出散射场，得到N个入射角度激励下FSS的透射率及反射率，完成其角度稳定性分析。

进一步，FSS由若干个FSS单元结构按照周期分布排列而成。

进一步，步骤S2中，包含N个入射角度信息的平面波入射源是将N个角度的平面波入射源随机叠加而成。

进一步，步骤S2中，将N个角度的平面波入射源随机叠加，是采用高斯随机向量与N个角度的平面波入射源的向量相乘积；

其中，包含N个入射角度信息的平面波入射源如式(1)所示：