新穎的極縮小化元件頻率選擇表面設計及縮小化指標

Novel Ultra Miniaturized-Element Design of Frequency Selective Surfaces and Miniaturization Index

鄭和光(He-Guang Cheng)

指導教授 ： 邱奕鵬

國立臺灣大學/電機資訊學院/光電工程學研究所/碩士(2016年)

https://doi.org/10.6342/NTU201600866

摘要

現在論文判斷頻率選擇表面縮小化能力的方法主要是以頻率選擇表面之週期為其共振波長的多少百分比而定，但是這個判斷標準有一些不完備的地方，比如同一種縮小化的設計若是把週期做的越大、或是線寬做的越窄，則其週期往往會佔其共振波長更小的比例。為了不讓頻率選擇表面之週期大小和線寬的寬窄影響對縮小化設計效果的判斷，本論文提出了一個新的指標可以更客觀地判斷縮小化設計的效果並且可以預測同種縮小化設計在不同週期下的共振頻率。
本文提出的新穎極縮小化頻率選擇表面利用將相鄰單元週期之間的金屬圖案勾在一起的新穎設計大幅增加了頻率選擇表面單元週期的電容，搭配圖案中間的繞線增加電感，設計出了縮小化程度非常高的頻率選擇表面。在週期3.9mm之下其週期只有共振波長的5.2%為所有未加入集總電路元件(lumped element)之單層頻率選擇表面中最小的。本文後段更進一步的在單層的新穎極縮小化頻率選擇表面中加入了第二層的設計。藉由一二層之間電容大幅增加整體頻率選擇表面的電容，把縮小化程度進一步提升，其單元週期更小僅為共振周期的1.7%是所有雙層頻率選擇表面當中最小的。

關鍵字

頻率選擇表面 ； 縮小化 ； 縮小化頻率選擇表面 ； 空間濾波器

並列摘要

In this dissertation, we improved the method for comparing the miniaturization ability of frequency selective surface. We proposed the miniaturization index which can judge the miniaturization ability of FSS in different period or different linewidth.

We also proposed three novel designed miniaturized-element frequency selective surfaces. They have great miniaturization ability and oblique incident stability.

並列關鍵字

Frequency selective surface (FSS) ； minimization ； miniaturized-element FSS ； resonance stability ； miniaturization index

參考文獻

[22] H. Y. Yang. S. X. Gong. P. F. Zhang. F. T. Zha, and J. Ling. “A novel miniaturized frequency selective excellent central frequency,” Mircrowave and Optical Technology Letters., vol. 51, no. 10, pp. 2513-2516, 2009.

[1] B. A. Munk, Frequency Selective Surfaces: Theory and Design, New York: Wiley, 2000.

[2] K. Sarabandi and N. Behdad, “A frequency selective surface with miniaturized elements,” IEEE Trans. Antennas Propag., vol. 55, no. 5, pp. 1239-1245, May 2007.

[3] C. N. Chiu and K. P. Chang, “A novel miniaturized-element frequency selective surface having a stable resonance,” IEEE Antennas Wireless Propag. Lett., vol.8, pp. 1175-1177, 2009.

[4] M. A. Joumayly and N. Behdad, “A new technique for design of low-profile, second-order, bandpass frequency selective surfaces,” IEEE Trans. Antennas Propag., vol. 57, no. 2, pp. 452-459, Feb. 2009.