介质损耗对频率选择表面传输特性的影响

应用模匹配技术,研究了Y形缝隙平面周期阵列夹嵌于均匀有耗介质层中心的夹心频率选择表面(FSS)结构对平面波的传输特性。讨论了介质层对结构中心谐振频率、传输带宽、以及传输损耗的影响规律。相同介电常数的介质材料在有耗和无耗情况下的模拟分析结果清楚表明介质本身的损耗是影响FSS结构损耗特性的主要因素。     

含各向异性介质衬底频率选择表面的直线法分析

运用直线法对一以单轴各向异性介质层为衬底的频率选择表面(FSS)进行了分析,考虑到介质层的各向异性,文中对直线法的常用方式作出了一定的修改,并详细介绍了整个方法实现过程。最后,对几套不同介电参数的FSS进行了计算,考虑了介质衬底的各向异性对FSS电磁特性的影响。     

一种双阻带红外频率选择表面

为实现中、远红外大气窗口的双波段低红外透过率,设计了由2层不同尺寸圆环单元构成的双屏红外频率选择表面(FSS),仿真结果表明该FSS在3~5?m和8~12?m波段形成两个平均透过率低于5%的阻带。对FSS表面电流分析的结果说明,谐振单元表面感应出的对称分布电流使散射总场增强,形成增强型反射,而不同尺寸的谐振单元具有不同的谐振波长,两层谐振单元共同作用形成了两个阻带。研究了入射角以及介质层属性(厚度、介电常数和损耗角正切)对FSS传输特性的影响,结果表明FSS在两个大气窗口内具有良好的角度稳定性,介质层介电常数对FSS的传输特性有较大影响。     

双层频率选择表面的优化设计

为了使双层缝隙型频率选择表面在大角度入射时具有更小的传输损耗,利用带通滤波器的原理为双层FSS建立传输线等效模型,确定了层间的最佳距离。介质的不同加载方式及不同的介电常数都会对双层FSS的频率响应有较大影响,同时,两层传输曲线的耦合方式会影响频率响应曲线中心的传输损耗。仿真结果表明,在层间距离一定的情况下,介质厚度越薄,介电常数越小,频率响应曲线中心的传输损耗也越小。同时,增大通带带宽可以改善双层FSS在大角度入射时的通带中心凹陷程度。     

介质加载对频率选择表面传输特性影响的实验研究

通过实验测试,从介质厚度、加载方式以及各参数对入射角的敏感性等方面,初步探讨了介质加载对频率选择表面(Frequency selective surfaces,简称FSS)传输特性的影响．结果表明,介质加载使FSS的谐振频率降低;加载不同厚度的介质对FSS的透波率和谐振频率影响不同;对称加载介质能提高FSS传输特性对入射角的稳定性．     

FSS对TE极化波传输特性的实验研究

通过实验测试,从单元的尺寸、形状、介质加载以及各参数对入射角的敏感性等方面,初步探讨了频率选择表面(Frequency Selective Surfaces,简称FSS)对TE波的传输特性.结果表明,FSS的谐振频率主要由单元的尺寸和形状确定;介质加载使得FSS平板的谐振频率降低;加载不同厚度的介质对FSS的透波率和谐振频率影响不同;对称加载介质能提高FSS的传输特性对入射角的稳定性.     

双屏频率选择表面中间电介质层对传输特性的影响规律

应用模式匹配分析技术,研究了中间加载电介质层的双屏Y孔单元频率选择表面(FSS)的电磁波传输特性.讨论了中间电介质层介电常数、厚度以及传输损耗值对双屏FSS结构的中心频率、传输带宽及传输损耗的影响规律.计算结果表明,双屏FSS中间加载的电介质层可以优化传输特性.     

基于滤波器电路设计多层带通频率选择表面

针对传统多层频率选择表面（frequency selective surface，FSS）的设计存在计算量大、耗时长等问题，提出了一种基于滤波器理论和FSS等效电路设计多层FSS的方法.该方法先由滤波器理论综合得到多层FSS的等效电路，再利用FSS等效电路的反演方法将其电路模型转换成多层FSS的结构参数.物理过程简单直观，可以实现任意层数的高阶FSS的快速精确设计.为了验证该方法的准确性，完成了一种K波段带通型三阶FSS天线罩设计以及实物样件加工、测试.测试结果表明该天线罩的传输曲线与滤波器理论设计结果基本一致，且对天线辐射方向图的影响较小，为多层FSS的精确设计提供了一种精确理论设计方法.     

含电磁双各向异性介质衬底的FSS特性分析

运用谱域Galerkin法对含电磁双各向异性介质衬底的频率选择表面(FSS)进行了分析,概述了算法的基本实现过程,直接以Maxwell方程为基础,逐步推导出该周期结构中的谱域格林函数.文中在衬底介质参数的变动下,对一系列FSS反射系数进行了有效计算,计算结果表明了介质衬底的电磁各向异性特性对FSS频率选择特性的影响.     

对称双层FSS的传输特性分析

应用模匹配方法,研究了关于中心层面对称的双层频率选择表面(FSS)的传输特性。讨论了各介质层厚度改变对频率选择表面频响特性的影响,指出通过修正双层FSS的有关介质参数,可以有效地改善传输带宽的稳定性并缩小传输曲线谐振区的深沟。     

雷达罩壁双层FSS电结构设计与选择

研究了双层Ｙ形缝隙谐振表面应用于雷达罩ＦＳＳ设计时罩壁结构的平面波传输特性，分析了讨论了几种不同双层结构频率特性的差异并得到结论，嵌于介质层之间的ＦＳＳ结构可以获得较为稳定的谐振带宽，并且能够有效地缩减双层ＦＳＳ的结构传输系数谐振区域中的凹沟。     

一维不均匀介质中波传播瞬态响应的传输线模型分析

提出了用传输线模型分析一维不均匀介质中波传播的瞬态响应。这种方法将一维不均匀介质用多层介质近似，并进一步用级联的传输线模型等效。分析的过程是：首先对局限在某一时间段内的输入电磁信号进行傅里叶变换得出其频谱，然后研究该频谱的主要分量在所研究介质中的传播，并得出波传播方向任一截面上瞬态信号的频谱，最后通过快速傅里叶变换得出时域瞬态响应。这种方法适用范围广，数值计算方便，只要离散时间间隔足够小，抽样点数足够大，就能达到一定的精度。     

非线性平板介质波导传输特性的网络分析

本文提出了分析包含非线性介质的层状介质波导特性的等效传输线方法。通过把线性和非线性介质分别用等效传输线表示,从而把非线性介质这一复杂的电磁场问题等价成一个电路问题求解。其本征方程可以利用横向谐振原理得到。本文最后分析了层状介质波导包含饱和和非饱和非线性介质时TE模的传播功率与归一化传播常数之间的关系。所获得的结果与有关文献符合得相当好。     

Analysis of Radome Using Aperture Integration-surface Integration Method with Modified Transmission Coefficient

In this paper, the antenna-radome system in millimeter wave band is analyzed by the aperture integration-surface integration (AI-SI) method. When the electromagnetic wave passes through the radome, the transmission coefficient is determined by the transmission line analogy. However, the conventional transmission coefficient always ignores the phase factor of the lateral transmission in the dielectric. In the present work, the modified transmission coefficient is proposed and verified by both the theoretical derivation and the experimental measurement. The measured results of the antenna-radome systems at W-band show that the modified transmission coefficient is more accurate than the conventional one in the antenna-radome analysis.     

内置金属/电介质同心圆柱的金属孔阵列结构强透射特性

采用有限时域差分(FDTD)法研究了内置金属/电介质同心圆柱结构的材料属性、半径及其相对高度对金属孔阵列强透射特性的影响.发现该结构与内置单一金属、单一电介质和电介质/金属三种不同的同心圆柱结构相比较,光的透射性能得到显著的增强;这种内置金属/电介质同心圆柱结构具有进一步增强表面等离激元与局域表面等离激元共振耦合作用.结果表明,金属、电介质的材料属性对强透射特性影响明显,当金属圆柱为Au、电介质圆柱折射率较小时,其透射性能较好;圆柱半径是影响透射率与共振峰位置的主要因素,半径越大,共振峰红移越明显,但其透射率先增大而后持续减小.同时,金属/电介质圆柱的相对高度也影响透射率大小,当金属圆柱高度为60 nm时,其透射性能较好.     

蜂窝夹层结构传输性能随入射角变化规律研究*

使用高Q 谐振腔材料介电性能测试系统,对不同入射角下、不同格孔边长的NOMEX 纸蜂窝材料介电性能进行了测试。结果表明,相同格孔边长的情况下,NOMEX 纸蜂窝材料损耗角正切值随入射角的增大而增大,且小格孔蜂窝受入射角影响较大。为明确蜂窝材料介电性能的这种特性对夹层结构性能影响,设计并加工了一块5 层夹层结构等效平板,通过设计仿真结果和试验结果对比分析,并结合测试误差分析,明确了蜂窝介电性能随入射角变化对夹层结构传输性能的影响及其原因。     

带有矩形孔阵列的Au-介质-Au多层膜的透射特性

周期性亚波长孔阵列的异常透射性质在亚波长光电器件设计中具有重要意义。两层或更多膜层上周期孔阵列结构,由于层之间电磁场的相互作用可以导致新的光学性质。利用时域有限差分方法理论研究了带有矩形孔阵列的Au-介质-Au多层膜的透射特性。结果表明:该结构在近红外波段的透射谱存在多个透射峰,并且透射峰的数量、位置和强度可以通过改变结构的几何参数和介质膜的材料进行调控。详细分析了介质膜的厚度和折射率、孔阵列的周期、矩形孔的边长等因素对多层膜矩形孔阵列透射谱的影响,为利用多个表面等离子共振设计多波长控制器件提供了一定的参考。     

含缺陷态的非线性介质材料的光子晶体的双稳态特性

文章报道了在具有缺陷态的二维非线性介质材料的光子晶体中光的传播特征 ,光子晶体是含有多单元层的简单和复杂周期的介质结构。事实上 ,我们感兴趣的主要是缺陷模式的传播和局域的光强的增强因素。用转移矩阵方法 ,我们计算了光子晶体的电磁场波的传播 ;从而获得局域光的增强效应 ;这种方法计算了有限厚度材料的传播特性 ,数字结果表明非线性介质材料的缺陷结构的光传播能引起输入的光强度的改变 ;这种改变表现出双稳态特征 ;对于简单和复杂的光子晶体 ,假设输入的光强度是稳定的 ;这种双稳态特征就容易出现 ;对于复杂结构的光子晶体 ,则便显出复杂的特征。总的传输量是大的情况 ,双稳态也会出现。另外 ,缺陷介质的饱和吸收系数 ,折射率比值及介质层数值确定了双稳特性的可见性