双层FSS结构电性能研究

提出了一种研究不同栅格及单元外形并有介质加载的双层频率选择表面(FSS)电性能的理论分析方法.通过确定双层FSS之间介质内传输波和反射波分别对相应的FSS具有周期性而得到矢量Floquet传输模和衰减模表达形式,应用切向电磁场边界条件推导出一组耦合积分方程,利用矩量法求解得到结构的电磁特性.以Y形缝隙作为FSS谐振单元,计算结果表明,双层FSS结构通过层间电磁场衰减模的耦合能够修正频率响应曲线,电性能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并缩小传输曲线谐振区的深沟。     

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。     

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。     

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、传输带度、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。     

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。     

一种新型红外频率选择表面

为实现在中、远红外两个大气窗口的低透过率,设计了一种基于六边形环状结构的双屏红外频率选择表面,利用CST电磁软件进行仿真分析,发现该频率选择表面在3～5?m和8～15?m两个波段内的平均透过率低于0.025,实现了红外波段的双阻带;采用等效表面阻抗和表面电流法分析了该频率选择表面的滤波机理,发现不同极值点处由于屏间耦合或屏内单元间的耦合在谐振单元表面感应出对称分布的电流从而使散射总场增强,形成增强型反射,即比较理想的红外光阻带;最后研究了电磁波的入射角度、极化方式以及介质层的厚度对频率选择表面传输特性的影响。     

介质周期结构频率选择特性的多模网络分析

本文采用多模网络与严格模匹配相结合的方法分析了平面波斜入射时介质周期结构的频率选择反射特性。讨论了这种结构全反射的频率、带宽和在确定频带内出现全反射的个数随周期层厚度、附加介质层厚度及介电常数的变化关系,为介质频率选择表面结构的设计提供了依据。最后用平板介质波导理论说明了这种波现象与多层平板介质结构导模色散特性的关系。     

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.     

三维介质频率选择表面结构的多模网络分析

该文采用多模网络与严格模匹配相结合的方法分析了介质周期结构在电磁波斜入射情况下的散射特性。定量地分析了这种三维频率选择表面结构的频率选择特性随入射波的频率、入射角度、周期层和均匀层的厚度与介电常数等结构参数的变化关系,从而为三维介质频率选择表面的设计和应用提供了依据。     

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。     

Double-Layer Frequency Selective Surface for Terahertz Bandpass Filter

A thin, low-cost, double-layer frequency-selective surface (FSS) bandpass filter has been designed, fabricated, and measured for operation in the terahertz band. The present FSS structure is composed of double-layer tin foil with a hexagonal lattice array of circular holes. A flat passband is observed with a 3-dB bandwidth of 0.20 THz from 0.81 to 1.01 THz, which is about 22% relative to the center frequency. This bandpass filter based on double-layer FSS structures achieved average insertion loss of 0.7-dB and 106.31-dB/THz band-edge steepness. We have found good agreement between theoretical calculations and experimental results.     

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.     

Study of pass band resonance characteristics of aperture type FSS

In this paper, the resonance characteristics of aperture type frequency selective surface (FSS) is presented. A systematic investigation is carried out to design the compact FSS. The optimized structure consists of rectangular Archimedean spiral with inter-digital capacitance. Resonance characteristics is verified in both single-layer as well as the double-layer approach by embedding FSS on one side of the dielectric substrate. The performances of the dual-layer are observed by varying air-gap between two FSS layers. The structure offers satisfactory resonance (transmission and reflection) characteristics at optimum air-gap of 7 mm between two layers with the 3 dB cutoff region over a frequency range (3.66–4.66 GHz). Finally, an array of 31 × 31 FSS elements of two layers is fabricated for experimental characterization. A close agreement between simulated and measured results is observed.     

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。     

有源频率选择表面研究进展及应用前景

有源频率选择表面(AFSS)是在传统频率选择表面(FSS)单元图形间加载一系列阻抗元件而构成的新型FSS,它具有可调的电磁特性。在分析了AFSS电磁特性调控机理的基础上,综述了AFSS在可调电磁屏蔽室、可调空间电磁滤波器、可调雷达天线等领域的研究进展,并重点阐述了AFSS在智能吸波结构上的应用,最后归纳了AFSS分析方法。     

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.     

消逝波在普通介质1维光子晶体中的传输

为了研究消逝波在常规介质构成的无缺陷的1维光子晶体中的传输特性,采用特征矩阵法进行数值计算。得到在入射角大于全反射临界角时,在很宽的禁带背景中,透射谱存在一系列通带的结果。每个通带由分离的透射峰组成;电磁波是以微腔共振模通过消逝波耦合的方式传播。结果表明,利用消逝波的这种传输特性,可以设计高Q值多通道滤波器。