利用容性频率选择表面改善单层雷达吸波材料吸波性能

本文分析了等效电路法对含容性频率选择表面(capacitive FSS)单层吸波材料(RAM)反射率计算的不足,并用有限元法对此结构吸波材料吸波性能进行了计算。结果表明:当FSS位于较靠近金属背衬位置时,反射率曲线出现双峰,带宽增加;当其位于吸波材料表面时可以明显改善吸波材料低频性能。通过实验验证,计算与实验结果较吻合,两者均证明容性FSS能有效改善单层雷达吸波材料的吸波性能,具有较好的应用前景。     

多层方环形频率选择表面吸波材料的等效电路模型

根据实际的多层频率选择表面吸波结构建立传输线模型,并分别给出了单方环、双方环和栅格方环结构的等效电路模型以及等效阻抗,通过等效电路法研究了3种不同结构的电磁波传输特性,并将计算结果与HFSS仿真结果作对比,验证了该方法的有效性。此外,在单方环结构的基础上,又讨论了不同参数对其传输特性的影响,结果表明,吸收峰个数随着介质层数不同而不同,介质厚度、介质相对介电常数以及方环尺寸的增加使吸收峰向低频方向移动。     

含容性频率选择表面铁氧体吸波材料的实验研究

通过热压成型工艺制备了含容性FSS结构的铁氧体复合吸波材料,按GJB2038-94标准,利用Agilent公司的矢量网络分析仪PNA8363B采用弓形测量法在8～18GHz频率范围对复合材料的反射率进行测试.研究结果表明,FSS的缝隙宽度、缝隙间距、FSS结构的方块电阻以及FSS结构的放置位置对复合材料的吸波性能都有很大影响.这些参数都存在一个最佳值,在其他条件不变的情况下,缝隙宽度为5mm,缝隙间距为7.2mm,FSS方块电阻为60Ω/□时,复合材料的吸波性能最好.FSS在复合材料中间层相比在面层和反射层,复合材料具有较好的吸波性能.通过设计FSS结构的频率特性可以达到改善材料吸波性能的目的,为高性能吸渡材料的设计提供一条可行的途径.     

等效电路法在多层频率选择表面中的应用

以金属方片为基本单元,建立了多层频率选择表面吸波结构。通过等效电路法研究了该结构的电磁波传输特性,把计算结果与HFSS仿真结果进行对比,验证了该方法的有效性。在此基础上,讨论了不同介质参数对其传输特性的影响,结果表明:介质层数与吸收峰个数成正比;介质厚度以及介质相对介电常数的增加使吸收峰向低频方向移动。     

低频吸波材料研究进展

低频吸波材料在民用与军事领域有着广泛的应用,加强吸波材料在低频波段的研究有着非常重要的意义。针对目前吸波材料存在的低频瓶颈,综述了国内外吸波材料在低频波段的研究进展,包括非晶态合金、铁氧体吸波材料、金属微粉吸波材料、纳米吸波材料,最后展望了低频吸波材料的发展趋势。     

干涉型多层吸波材料研究

综合介绍了干涉型多层吸波材料的吸波原理及其国内外研究现状，并分别研究了干涉型多层吸波材料三种基本类型：一般干涉型吸波材料、Jauman吸收体和频率选择表面（FSS）吸收体的一般结构、应用以及分析与方法，得出FSS吸收体较之其他类型具有更优的吸收性能和更高的实用价值，最后指出了干涉型吸波材料发展的新方向是有源FSS吸收体。     

基于方环型频率选择表面的小型化设计

 为解决频率选择表面（frequency selective surface, FSS）在工程应用中的尺寸限制问题,提出了一种新型小型化FSS. 新结构通过增大方环谐振单元的等效电容和等效电感实现频率选择表面的小型化,与前人提出的小型化FSS比较,该新型FSS单元的尺寸更小,仅为0.079λ₀×0.079λ₀（λ₀为阻带中心频率点对应的波长）.另外,新结构的高度对称性确保了其性能的高稳定性,仿真和实测结果表明：新结构对不同角度和不同模式的入射波保持了十分稳定的传输特性．     

三维螺旋超结构/介质的低频协同效应及其吸波蜂窝制备

目的 拓展蜂窝吸波材料的低频吸收性能,提出一种三维螺旋超结构复合吸波蜂窝的设计方法。方法 在吸波蜂窝中加载三维螺旋超结构,使用电磁场理论和等效电路理论定性分析螺旋超结构对复合蜂窝吸收性能的调控作用,以优化螺旋超结构的参数。结果 入射电磁波在螺旋超结构表面激发驻波电流,产生强烈的电共振和磁共振,与蜂窝损耗介质产生协同吸收效应,增强了吸波蜂窝的低频吸收性能。结论 仿真和实验结果表明,加载三维螺旋超结构使得吸波蜂窝的低频吸收性能显著增强,在1～6 GHz频段的平均反射损耗从-3 dB增强至-10 dB。     

远红外频率选择表面的传输特性分析

设计了十字单元的远红外带通型频率选择表面(FSS),并采用模匹配法对其传输特性进行了研究,其中单元中的场分布用有限元法求出。根据此方法研究了不同极化方式的电磁波在斜入射条件下,对不同布阵方式的远红外FSS传输特性的影响。结果发现,无论单元是按正方形布阵还是按正三角形布阵,在电磁波斜入射时中心频率都随入射角的增大而向低频漂移,带宽都相应减小。但无论入射波是什么极化方式,所设计单元按正三角形布阵时的传输特性都比正方形布阵方式稳定。     

吸波材料与FSS复合的隐身技术研究进展

吸波材料通过把电磁波转化为其它形式的能量来降低目标的雷达散射截面,从而实现目标隐身的目的.频率选择表面(FSS)是一种具有二维周期性结构的滤波结构,主要在滤波器上使用.在总结了吸波材料作用原理和FSS结构分析方法的基础上,介绍了FSS结构和吸波材料复合构成的隐身技术的研究进展.     

频率选择表面的研究与应用现状

主要介绍了频率选择表面在雷达罩、空间电磁滤波器等领域的应用以及频率选择表面级联结构设计和多频FSS设计的研究进展和现状,阐述了为满足实际应用和技术支持的需要,FSS结构设计在小型化和可调性方面的最新进展,FSS结构设计与加工还存在较大的发展空间.     

十字型电阻贴片频率选择表面吸收体吸波性能研究

本工作用有限元法对十字型电阻贴片频率选择表面(FSS)吸收体的吸波性能进行了研究,结果表明:改变十字型电阻贴片FSS的周期排列方式、周期尺寸、FSS单元的尺寸、FSS的方阻、介质层厚度均可对其吸收峰的位置、峰值以及带宽进行调节,并且调节范围较大,计算结果与实验结果基本吻合.研究表明这种结构具有传统Salisbury吸收体所不具有的优势.     

一种新型电磁能量选择表面结构设计与仿真分析

电磁干扰是通信系统在可靠性及设备安全性中必须考虑的因素,近些年迅速发展的高功率电磁脉冲对雷达天线等通信设备造成严重的威胁.提出一种新型电磁能量选择表面(ESS),该表面在十字形ESS的基础上增加了4个金属枝节,通过单元间加载PIN二极管获得自适应特性.在枝节处加载二极管可以在金属网格结构中引入栅格结构,有效增加屏蔽带宽,而且在透波模式下,枝节形成的二维狭缝阵列结构会在高频产生透射共振,使得表面在高频有一个频带使工作信号通过.仿真结果表明,提出的ESS在高功率电磁脉冲作用下会处于防护模式,其-20 dB带宽可达3.4 GHz;正常工作信号作用下ESS处于透波模式,此时表面为频率选择表面(FSS),其在低频和高频各有一个工作频带,低频部分带宽为0 GHz~1.3 GHz,高频谐振频率为5.36 GHz,带宽可达150 MHz.     

Modelling of Wideband Concentric Ring Frequency Selective Surface for5GDevices

Frequency selective surfaces (FSSs) play an important role in wireless systems as these can be used as filters, in isolating the unwanted radiation, in microstrip patch antennas for improving the performance of these antennas and in other 5G applications. The analysis and design of the double concentric ring frequency selective surface (DCRFSS) is presented in this research. In the sub-6 GHz 5G FR1 spectrum, a computational synthesis technique for creating DCRFSS based spatial filters is proposed. The analytical tools presented in this study can be used to gain a better understanding of filtering processes and for constructing the spatial filters. Variation of the loop sizes, angles of incidence, and polarization of the concentric rings are the factors which influence the transmission coefficient as per the thorough investigation performed in this paper. A novel synthesis approach based on mathematical equations that may be used to determine the physical parameters of DCRFSS-based spatial filters is presented. The proposed synthesis technique is validated by comparing results from high frequency structure simulator (HFSS), Ansys electronic desktop circuit editor, and an experimental setup. Furthermore, the findings acquired from a unit cell are expanded to a 2 × 2 array, which shows identical performance and therefore proves its stability.     

分形理论在表面计量学中的应用

分形几何理论已被广泛用于工程表面的研究,文中首先研究了粗糙表面的分形模型,叙述了分形几何在工程表面的机械加工、接触机理、摩擦的磨损等方面的应用;最后指出了制约分形理论应用的几个问题和发展方向。     

钩针工艺之于活性碳纤维/环氧树脂电路屏吸波复合材料的设计

通过钩针工艺将活性碳纤维(ACF)和玻璃纤维(GF)混编,提高了频率选择性表面(FSS)的可设计性和复杂性,制备了ACF钩针结构单元电路屏碳纤维/环氧树脂(ACF/EP)复合材料。研究了不同编织结构和ACF质量分数对复合材料吸波性能的影响。结果表明:ACF质量分数为100%的4针枣形FSS的ACF/EP复合材料和质量分数为50%的16针枣形FSS复合材料的最大反射损耗(RL)可以达到-50dB以上,有效吸收带宽(RL-10dB)达10GHz以上。复杂的钩针设计使ACF/EP复合材料的多孔结构增多,有效吸收带宽变宽,4针枣形结构具有较多不规整孔径使吸波效果显著。适量的ACF质量分数结合编织结构有利于获得理想的CF/EP吸波复合材料。     

宽频段雷达表面波衰减特征规律研究

目标物体上表面波的衰减吸收对目标的隐身起到很大的作用.研究了雷达吸波涂层对宽频段雷达表面波衰减吸收的规律以及频率选择表面与吸波涂层相结合的复合吸波涂层对宽频段表面波衰减吸收的规律.实验结果表明,低厚度的雷达吸波涂层就可以实现高频表面波的强衰减吸收,而频率选择表面与低厚度雷达吸波涂层相结合的复合涂层与雷达吸波涂层共同交替使用可以实现宽频段表面波的强衰减吸收,有望实现目标物体在宽频段范围内的高性能均衡雷达隐身.