双层频率选择表面电磁特性数值模拟研究

给出了一种分析有介质加载的不同栅格外形双层频率选择表面电磁特性的数值模拟方法.介质分离区内前向波和反向波分别关于相应的频率选择表面是周期的,确定了矢量传输及衰减模的表述形式.应用电磁场边界条件获得不同Floquet模系数的矩阵表达式,推导出一组耦合的积分方程,利用矩量法求解得到结构的电磁散射特性.模拟结果表明,由于层间介质内电磁场衰减模的耦合,双层FSS结构的电磁传输特性较单层有很大的改善.     

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缩小传输曲线谱振区的深沟。     

双层方环形缝隙FSS的机械调谐特性

研究了双层方环形缝隙频率选择表面(FSS)在正入射和TE、TM波45°斜入射情况下借机械平移调谐频率的特性,结果表明:该频率选择表面具有较好极化和入射角度适应性;按2.40 GHz频率设计的实际可调范围达1.90～3.20 GHz,实现了54.17%的相对频移;调谐方法简便易行,可调规律性较好;成本低廉,有着广泛的应用前景.     

频选雷达罩电性能的基本问题及解决方法

频率选择表面(FSS)雷达罩技术是新一代战机实现隐身的重要途径。基于目前国内外FSS研究和实践的结果,从FSS的基本要素出发,对FSS雷达罩电性能设计涉及的谐振频率、带宽、栅瓣等基本问题进行了分析、研究、梳理和归结,针对雷达罩入射角和入射波极化变化的情况,对FSS如何增加频带宽度、实现谐振频率与带宽的稳定性、避免栅瓣对RCS的影响等提出了应对办法,指出FSS单元选择、设计小尺寸单元并将它们紧凑排列以及正确地进行介质加载是获取优良电性能的关键。     

基于双层FSS 的X 波段高增益微带天线*

设计了基于双层频率选择表面FSS(Frequency Selective Surfaces)的高增益微带天线.基于双调谐峰原理,设计了具有良好频率选择特性的双层FSS,将其作为微带天线的覆层,制备了一种X波段高增益新型微带天线.利用射线理论,分析了新型天线的工作机理,并通过实测对仿真结果进行了验证.实验结果表明:相比于传统微带天线,加载覆层后的新型天线带宽没有变化,而其方向性得到了明显改善,鼻锥方向增益提高了6.6dB.     

双层错位频率选择表面的电磁特性分析

针对双层频率选择表面(FSS)在曲面应用中容易出现单元错位问题,基于耦合积分方程建立错位FSS结构的理论分析模型,分析了双层错位FSS的电磁特性.采用谱域矩量法并结合周期性边界条件,将各层单元表面电流的计算范围限定在一个周期内;对于错位层FSS单元被周期边界截断的情况,考虑了周期边界上导体表面电流的连续性;选用RWG(Rao-Wilton-Glisson)基函数描述导体表面的感应电流,以实现对任意形状FSS单元的数值计算.以方环形贴片单元为例验证了算法的准确性,并考察了周期边界的电流连续性对FSS电磁特性的影响,分析了层间距、入射极化方向和错位量等参数对错位FSS结构散射特性的影响.     

选频反射面隐身天线研究

利用频率选择表面(FSS)代替普通金属面构成选频反射面隐身天线。实验结果表明,该天线与原金属反射面相比,具有相同的辐射特性,但对带外威胁雷达波则可获得15dB左右的隐身效果。     

双反射面天线模式散射场的抑制及其RCS减缩

用频率选择表面替代普通双反射面天线的副反射面，可以有效地克服模式射场，从而在带外显著地降低天线的雷达散射截面，实测结果表明，依靠这种方法可以获得２０ｄＢ左右的天线ＲＣＳ减缩效果，而天线的辐射性能却不会受到大的影响。     

新型开关型FSS 天线罩技术进展

现有绝大多数天线罩都还是功能单一、非智能的,近年来,伴随着技术进步和工程需要,多功能、智能化天线罩研究正在悄然而起,主要归于对付高功率微波武器和抗电磁干扰以及隐身的需求。然而,智能化天线罩设计难度很大。文中简单介绍了新型开关型天线罩的研究现状和进展,期待设计出未来的智能化天线罩。     

曲面频选天线罩电性能设计研究

针对现如今频率选择表面(FSS)普遍基于平板进行理论研究的现状,提出了一种基于HFSS-Matlab创建曲面频率选择表面的方法。设计了平板频选单元及A夹层平板天线罩,并进行了仿真分析;采用该方法将准周期排列的曲面频选单元附于A 夹层正切卵形介质天线罩表面。为了验证曲面频选的性能,选用宽波束的平面螺旋天线作为激励,对曲面频选天线罩天线系统进行了联合仿真,并分析了加载曲面频选结构对天线罩电性能的影响。结果表明,所设计的曲面频选结构与平板FSS结构电磁性能基本保持一致,实现了曲面FSS 频率选择的功能,在传输段内不仅能够满足天线罩电性能设计指标要求,而且能有效降低天线带内强镜面反射(RCS),对曲面频选天线罩的实际工程应用具有指导意义。     

频选膜拼接工艺误差对复材天线罩电性能的影响

加载频率选择表面(FSS)薄膜的复合材料天线罩在实际制作过程中,需将若干FSS薄膜结构进行拼接以构成一个整体,FSS膜的拼接工艺误差则对天线罩的电性能产生实质性的影响。文中设计了一款X波段的A夹层平板复合材料天线罩,并建立了由拼接工艺误差带来的FSS膜搭接和FSS膜缝隙的电磁仿真模型,研究了不同拼接工艺对复合材料天线罩的透波率、电磁波传输特性的影响以及对天线辐射特性的影响。研究结果表明：天线罩中的FSS薄膜结构的拼接错位对电磁波传输影响明显,会明显降低天线主瓣增益和天线罩透波率;当入射电磁波的极化方向与FSS薄膜结构的搭接缝方向相同时,FSS膜结构对天线罩透波率影响较大,当极化方向与FSS薄膜结构的搭接缝方向垂直时,则其对天线罩透波率影响较小;两块FSS膜结构边缘搭接的相对位置和搭接距离对天线方向图有明显影响;两块FSS薄膜结构边缘无搭接且存在缝隙则对天线罩透波率影响较小。该研究对复合材料天线罩的制造工艺具有工程指导意义。     

基于耶路撒冷十字图案FSS宽带RAS的设计与性能研究北大核心CSCD

设计并制备了一种基于耶路撒冷十字图案的频率选择表面(FSS)吸波结构。吸波结构基本单元是由石墨烯耶路撒冷十字结构、高发泡聚氨酯泡沫和金属铝板组成。通过电磁仿真软件,探究了FSS的单元结构参数对吸波结构电磁性能的影响。仿真结果表明,吸波结构的相对带宽和吸收效果可以通过改变FSS单元参数来调节。采用遗传算法对FSS吸波结构进行参数优化并制备了吸波结构样件。利用单喇叭测试系统对样件的反射率进行了测试,测试结果与仿真结果基本一致,结果表明该吸波结构在反射率为-20 dB以下的相对带宽为0.72,且在8.6~18.0 GHz的频率范围内均可达99%以上的吸收效果。     

频率选择表面对阵列天线的影响分析

设计了一款频率选择表面和微带贴片天线阵,分析了阵列天线的雷达横截面积(RCS)随入射电场波角度以及频率的变化,并对比加了频率选择表面前后天线RCS的变化,讨论了频率选择表面对阵列天线RCS的影响。从计算结果可以看出,频率选择表面作为天线罩以降低电子设备RCS值是可行的。     

平面FSS阵列的一维截断效应

基于互导纳法进行有限频率选择表面(FSS)计算分析,研究狭缝阵列一维截断时磁流分布、散射方向图及传输特性的变化,考察了单元列数、入射角等因素的影响.与无限平面阵列相比,截断导致边缘单元磁流分布起伏,部分频率产生表面波,散射方向图波束展宽且副瓣电平升高,功率透射系数发生变化,仅谐振频率和传输带宽与无限平面阵列基本相同.     

基于粒子群算法的宽带电阻型FSS吸波材料优化设计

利用电阻型FSS 吸波材料结构,结合粒子群算法优化设计了一种宽频带低剖面的微波吸波材料。通过设计不同的自适应度函数,探讨了优化策略对吸波材料设计结果的影响。在综合平衡宽带和低剖面的条件下,设计出的吸波材料,其-10dB 带宽达到6. 25 ~25. 30GHz,而厚度仅为3.92mm。对设计结果进行了实验验证,结果证明了粒子群优化算法设计的有效性。所采用的计算流程可以全程自动进行优化处理。     

一种锥型双频带通雷达罩的RCS 及电性能分析

文中介绍了一种双圆环结构的频率选择表面(FSS)锥型双频带通雷达天线罩的制造工艺及电性能测 试。该天线罩底面直径500 mm,垂直高度321 mm,壁厚2 mm。采用热压罐固化成型技术制作样件。主要测试了该 雷达天线罩在水平极化及垂直极化时,Ku 频段(中心频点f0 =13.28 GHz)的功率传输系数及瞄准误差。最终实验结 果表明,该天线罩在Ku 波段设计频点f0 最小功率系数为75%;大于70%带宽达到1. 1 GHz 以上;在设计频点垂直极 化下最大瞄准误差为18.87′,水平极化下最大瞄准误差为11.37′,小于20′带宽分别为0.5 GHz 和1.3 GHz。说明天 线罩在通带内的良好传输特性和通带外的良好截止特性,具有良好的瞄准性。同时,在HH/ VV 极化、前向±60°范围 内,测量纯介质曲面样件和双频带通FSS曲面样件的雷达散射截面( RCS) ,结果表明,点频RCS均值都小于 -10 dB,RCS 缩减量均不小于10 dB。     

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。