频率选择表面谐振特性在吸波材料中的应用

利用等效电路法(ECM)及时域有限差分(FDTD)算法分析了频率选择表面(FSS)在2.0～18.0GHz的传输特性,并进行自由空间法测试;同时对含FSS复合吸波材料进行了仿真分析与弓形法反射率测试。结果表明,利用FSS谐振特性与吸波材料吸收特性相互作用,反射率小于–10.0dB的合格带宽可达到7.2GHz(5.0～12.2GHz),有效展宽了反射率曲线的合格带宽,实现了吸波材料吸收性能的宽频化设计。     

多层频率选择表面的分析

本文利用矩量法和广义散射矩阵理论分析了多层频率选择表面的散射特性。通过引入广义波导概念,可以统一分析单元形状为任意的多层频率选择表面。作为示例,计算了几种不同结构频率选择表面的散射特性,结果与文献中给出的数据相符。     

频率选择表面及其在隐身技术中的应用

频率选择表面(FSS)是一种二维周期性结构，可以有效地控制电磁波的反射与传输。本文介绍了它的基本概念、分析方法及其在不同电磁波段的应用，特别在导弹电子战中有着不可替代的应用。     

毫米波／红外频率选择表面研究

毫米波与红外相复合的遥、近感系统中，天线的复用是一个关键问题。本文提出用频率选择表面来设计复用融面，实现透过毫米波而反射红外的双工性能。理论分析和实验结果都证明了该方案的有效性，样品对毫米波的透过率和对红外的反射率均可大于９０％。该复用面还具有适用于双色红外系统的优点，克服了光学结构仅可用于单色红外的不足。     

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.     

双屏频率选择表面的分析与设计

给出了双频频率选择表面(DS-FSS)的设计和分析方法,讨论了单元形式、栅格布阵方式与单元间距、介质材料、以及屏数对其性能的影响。设计了一个对电磁波的入射角和极化形式都不敏感,而且有较大带宽和较小带间间隔的10/15GHz双屏频率选择表面。测试结果表明其传输和反射性能良好。该FSS能用作副反射器和雷达罩,为实现频率复用和降低雷达散射截面(RCS)提供了很好的解决方法。     

具有角度稳定性的频率选择表面

利用十字图案与自身旋转45°叠加得到的图形为基本周期单元,设计了一种新型周期图案的频率选择表面(FSS)。利用模式匹配法对常用十字周期图案FSS和这种新型周期图案FSS进行了理论上的对比分析,同时进行了实验测试,测试与理论仿真基本一致,结果表明:两者都具有对不同偏振方式正入射波的稳定性,但是优化的新型周期图案FSS的大角度入射偏振稳定性及中心频率的角度稳定性都优于常用十字周期图案FSS,对于不同的投射角度,中心频率处的传输损耗接近为零。     

基于频率选择表面的宽角扫描阵列

设计并加工了一种基于双层频率选择表面(frequency selective surface, FSS)的一维Vivaldi阵列天线.首先采用周期边界条件分析无限大阵列中的单元特性, 利用等效传输线原理和广义散射参数矩阵来设计优化加载在Vivaldi阵列上方的介质宽角匹配层.然后, 在所加载的双层介质匹配层表面直接印制FSS结构使阵列扫描特性得到极大改善.仿真和实测结果表明, 一维Vivaldi阵列中心单元在7~12 GHz的有源驻波比均小于2.5, 在8~10 GHz波束扫描范围能够达到±60°.仿真结果还表明:采用双层FSS结构的Vivaldi阵列与未加载匹配层的Vivaldi阵列相比, 在7~11.5 GHz增益有2~4 dB的提高; 同时在扫描至±60°时, FSS结构的加载使得阵列在对应扫描角下的交叉极化下降了5~10 dB.     

双频双极化频率选择表面

该文对分形的频率选择表面的特性进行了详细地研究。由于分形包含初始形状的很多比例,谐振也具有分形的比例,同时加上形状的对称性,所以双频双极化频率选择表面就得以实现。利用周期矩量法设计了几种频率选择表面,仿真和实验结果基本相吻合。     

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3~5μm和8~12μm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.     

一种基于六边形环状结构的双阻带红外频率选择表面

为实现中红外大气窗口(3～5μm)和远红外大气窗口(8～14μm)的低红外透过率,设计了一种双频红外频率选择表面(FSS),该FSS由两个外侧六边形内侧圆形的环状结构组成.CST电磁软件仿真结果表明,该FSS在中远红外两个大气窗口内的平均透过率低于5％,实现了中远红外的双阻带.采用表面电流分析法分析了该FSS的滤波机理,该结构通过屏内单元间的耦合形成对称电流模式,使散射场增强,透过率降低,形成了相应波段的阻带.仿真结果表明该结构具有极化稳定性,且对于不同入射角的TE波具有良好的角度稳定性,介质层厚度和损耗角正切值对传输特性影响较小,介电常数对其影响较大.     

基于六边形环状结构的远红外频率选择表面

为实现远红外大气窗口(8～14 μm)的低红外透过率,基于六边形环状结构设计了双屏远红外频率选择表面(FSS).仿真结果表明,该结构在8～14 μm波段的平均透过率低于5％.对该结构的表面电流分析说明,谐振单元表面感应出的对称分布电流以及双屏结构之间的耦合效应使得散射场增强,透过率降低.研究了该结构在不同入射角和不同极化条件下的传输特性,结果表明该结构在8～14μm具有良好的角度稳定性和极化稳定性.分析了介质层介电常数、厚度以及损耗角正切对该FSS传输特性的影响,结果表明介质层介电常数对FSS的谐振频率和带宽有较大影响.     

无线通讯系统频率合成器结构设计综述

在介绍无线通讯领域频率合成器主要设计指标的基础上,针对不同的设计指标,比较和分析了各种频率合成器的结构设计;详细地介绍了现在被广泛研究的小数型频率合成器和消除小数杂散的各种方法,其中,尤为详细地分析了采用ΣΔ调制技术的ΣΔ小数频率合成器;最后,对无线通讯领域频率合成器的应用前景和发展方向进行了展望。     

频率选择表面结构耐功率仿真及试验研究

随着大功率电子对抗技术的不断发展,频率选择表面(FSS)结构的功率耐受问题成为亟待解决的技术难题,而国内外鲜有相关报道。本文主要针对此问题展开了理论和仿真分析,并通过典型样件的试验结果对分析结果进行了验证。首先通过将电磁场理论和经典传热学理论相结合,对带有FSS 结构和纯介质结构典型样件的功率耐受问题进行了理论建模和分析。然后,在多物理场仿真环境下对FSS 加载夹层结构和纯介质夹层结构的典型样件在微波照射效应下的温升效应进行了建模和功率耐受性能计算。最后,制作了符合理论模型的FSS 结构和纯介质结构典型样件,在微波暗室内对其功率耐受性能进行了实测验证。结果表明,在相同介质厚度的情况下,带有FSS 结构的典型样件在同等强度的微波激励下会产生更高的温升。     

方环可调频率选择表面吸收体

讨论了带金属导电背板的可调频率选择表面(FSS)吸收体,这种FSS吸收体的阻抗层是无损耗的,集总器件被对称加载到FSS周期单元上.FSS周期单元的谐振频率在特定的频带内会随着集总器件电阻值的改变而发生平移,反射损耗低于-20dB的可调带宽可以覆盖6～12GHz,而且该吸收体的反射、传输特性基本不受入射波入射角度的影响.人射波经过FSS吸收体后基本被消除,而且吸收体的厚度要比传统FSS吸收体薄得多.     

宽带多屏频率选择表面的设计研究

多屏频率选择表面传输曲线具有优秀的平顶和陡截止的带通滤波特性,特别适用于天线隐身的应用要求。文中首先设计了一种排列紧凑的通带六边形环单元,基于此单元,利用谱域法,分别进行了3屏和2屏频率选择表面的设计计算。采用激光刻蚀和中温固化工艺制备了试验件,并进行了传输系数测试,测试值与计算值基本符合,结果表明,所设计的3屏频率选择表面具有宽带宽角和陡截止的性能,传输性能优于双屏频率选择表面。     

基于电容加载的圆环缝隙频率选择表面研究

 介绍了一种新型小型化频率选择表面（FSS）,在圆环缝隙周期单元表面加载电容以缩小FSS尺寸,并引入法拉第笼结构以消除单元间的干扰. 对这种加载FSS进行了数值仿真和分析,提出了一种适用于1~4GHz频段的电容加载FSS谐振频率经验计算式,并在此基础上设计研制了谐振频率为2.45GHz的加载FSS,其物理尺寸仅为传统FSS的百分之三十四,仿真和实测结果表明该FSS具有谐振频率稳定、对入射波入射角不敏感、对TE、TM极化一致性好等优点.     

含基底频率选择表面电介质匹配方式的研究

针对含基底的单屏频率选择表面(PSS)在电磁波倾斜入射时中心频点漂移过大,透过率下降迅速的问题,利用谱域分析方法对电介质层匹配方式作了详细的研究,提出了一种对称夹层的匹配方法.分析结果表明,对于大范围角度入射的电磁波,该方法能够在不改变原基底特性的情况下,优化FSS的传输特性.     

电控开关型频率选择表面研究*

提出了一种电控开关型频率选择表面,在频率选择表面(FSS)周期单元上加载PN二极管,当二极管施加偏置电压时,频率选择表面对电磁波不透过.零偏置电压时,频率选择表面对电磁波透过.对样件实测结果表明,80％以上的透过带宽达到5％,隔离大于15dB.该电控开关型频率选择表面具有耐高功率、重量轻、剖面低、可靠性高等特点,可用于电磁兼容和智能天线罩.