用做二向色镜的分形频率选择表面研究

毫米波/红外复合制导共口径天线需要使用二向色镜,用于透射微波/毫米波、反射红外,提出了用分形频率选择表面(FSS)实现二向色镜的方法,设计了一种Ku波段和Ka波段双频带通的Y环分形FSS,基于频域有限差分法(FDFD)和周期边界对其进行了仿真分析,并进行了实物研制,仿真和测试结果表明,该分形FSS结构具有稳定而优良的频率特性,同时圆极化性能好、工程实现简单,而且对大于5 μm的红外信号反射率最高接近90%.     

基于分形频率选择表面的二向色镜

毫米波/红外复合制导半实物仿真中需要使用二向色镜,用于透射毫米波、反射红外,提出了用分形频率选择表面(FSS)实现二向色镜的方法,设计了一种8 mm和3 mm波段双频带通的Y环分形FSS,基于频域有限差分法(FDFD)和周期边界对其进行了仿真分析,并进行了实物研制.仿真和测试结果表明,该分形FSS结构具有稳定而优良的频率特性,同时圆极化性能好、工程实现简单,而且对大于5 μm的红外信号反射率最高接近90%.特别是这种二向色镜可以同时应用于8 mm和3 mm波段毫米波/红外半实物仿真系统,具有良好的复用特性,因此有很好的应用前景.     

一种改进型的Y 环双频带通FSS

针对传统的Y环分形双频FSS容易出现栅瓣的缺点,设计了一种改进型的Y环双频带通FSS。仿真分析了该FSS对不同入射角度以及不同极化方式入射波的频率响应特性;考虑到该结构具有若干几何参数,仿真并分析了各几何参数对FSS频率响应特性的影响。仿真结果表明该结构可实现Ku波段Ka波段双频工作,可有效消除栅瓣,并且具有较好的稳定性。在航空航天领域以及多频段卫星通讯领域有很大的工程实用价值。     

Y分形单元多频段FSS设计研究

为了设计圆极化多频段频率选择表面,我们提出Y分形单元。Y分形单元具有三个对称轴,比以前文献中提到的十字交叉形单元具有更好的圆极化特性。文中利用Ansoft公司的2.5D电磁仿真软件Designer对多种Y分形单元FSS作了分析,并对二阶分形单元FSS进行了实验测量,仿真结果与实验吻合。     

利用3/2 维分形方形的频率选择表面的特性研究

：以方形结构FSS 为基础,利用3/2 维分形方法,设计了一种新型的频率选择表面,利用CST 进行仿真,并将结果与Y 分形结构进行对比,对其特性进行分析。结果表明：新型频率选择表面有多个频带,且具有较好的传输特性、角度稳定度和频率稳定度,可实现天线多频复用的应用。     

双屏频率选择表面传输特性的研究

应用广义散射矩阵和矩量法对双屏圆环单元频率选择表面(Frequency Selective Surfaces简称FSS)、双屏Y环单元FSS和双屏Y孔单元FSS的传输特性进行了数值计算及分析.采用镀膜和光刻技术制备出相应单元图形的单屏FSS,利用精密装配技术将两单屏FSS进行装配,制备出相应的双屏FSS实验件;在微波暗室内用矢量网络分析仪测试了双屏FSS的传输系数,测试值与数值结果基本一致.结果表明:双屏FSS的传输系数曲线具有宽带宽和陡降截止的频率特性,其电磁散射特性较单屏FSS有很大的改善.     

基于新型超材料单元的双阻带AFSS设计

设计了一款新型嵌套三角形环超材料单元,　利用NRW 近似法验证了该单元在S、C 波段内的超材料性能。通过对新型超材料单元结构进行排列得到了嵌套三角形环频率选择表面(FSS),　其能够在C 波段内产生单阻带,　谐振频率为4. 16 GHz,　-20 dB 阻带的频率范围为4.13 ~ 4.19 GHz,　并具有最大为70°的入射角稳定性和极化稳定性。在FSS 单元间加载变容二极管构成了具有双阻带特性的有源频率选择表面(AFSS),　改变变容二极管的电容值,　该AFSS 的高频和低频阻带的谐振频率和阻带带宽都发生了变化,达到了电磁特性的动态调节,具有良好的适应性。     

大角度稳定的双频双极化频率选择表面

设计了一种X波段透射,Ku波段反射,具有大角度入射和较好极化稳定性的Y单元六边形紧凑排列的频率选择表面（FSS)。实测结果表明,当TE和TM波在±80°内入射时,该频率选择表面在中心频率9.41GHz的5％带宽内透射损耗小于1dB,同时在中心频率14.5GHz的5％带宽内反射率约大于90％。FSS在通带和反射都有着良好的角度稳定性和极化稳定性,对于分频复用的反射面天线和曲面流线型隐身雷达罩有很好的应用价值。     

基于SRR结构的多频带频率选择表面

为实现频率选择表面(FSS)的多频带特性,将开口谐振环(SRR)结构引入多频带FSS的设计中.基于等效电路和仿真模型分析了单个SRR的电磁谐振特性,及其作为FSS结构单元而产生的电磁耦合.最后,利用有限元仿真软件HFSS计算了理想状态下无穷大周期性结构的多频带FSS,并通过对FSS的传输和反射频谱研究,揭示这种FSS谐振频率与SRR结构基本几何参数的内部关系.     

一种新型扇形环状频率选择表面的设计

通过在矩形环为基本单元结构的基础之上设计了一种新型双频双极化低通高阻型频率选择表面（Frequency Selective Surface,FSS）。此结构将普通矩形环的每条边顺时针延长,再沿贴片的四周开槽矩形孔径后两边加载介质板的多层结构,实现了Ka波段带通、W波段带阻的空间滤波特性。经过电磁仿真软件HFSS的仿真与优化,所设计的新型扇形环状FSS结构在35GHz谐振频率处,插损为0.02dB,-0.5dB通带衰减带宽为5.85GHz;在94GHz谐振频率处,反射系数为-54.57dB,-20dB阻带带宽为4.29GHz,且在入射角0°~30°范围内具有良好的极化稳定性和角度不敏感性。