即贴型单层带通FSS的传输特性

以狭缝阵列为例,利用模匹配法计算分析,并结合实验,针对即贴型频率选择表面(FSS)与介质板的复合结构进行研究,分析了不同厚度的聚酰亚胺基底膜和粘合胶层的影响,并深入研究了不同复合方式下的频率响应.结果表明,即贴型FSS结构中,基底膜与粘合胶层等细节的影响不可忽略,影响程度与复合方式和介质厚度均密切相关.复合结构中应当含有粘合胶层,避免空气间隙的影响.仅当基底膜和粘合胶层的介电常数小于介质板或与之相近,采用合适的复合方式,并且介质板厚度为基底膜和粘合胶层厚度的10倍以上,才能使基底膜和粘合胶层对复合结构传输特性的影响降至最低.一系列厚度的介质单侧加载时的FSS结构频率响应测试结果与计算结果的对比表明粘合工艺的缺陷会导致即粘型FSS结构的传输性能发生变化.FSS的设计中应当全面考虑上述因素的影响.     

Y环单元FSS结构参数对频率特性的影响

利用谱域分析法,从Y环单元的臂长、臂宽、缝宽、加载介质的厚度及介电常数等方面,研究了Y环单元频率选择表面(Frequency Selective Surface简称FSS)结构参数对其频率响应特性的影响;采用镀膜和光刻技术制备出了相应的实验件,并在微波暗室进行测试,测试值与计算值基本一致。结果表明:臂长主要影响中心频率,臂长从3.8 mm增大到4.7 mm时,中心频率从11.9 GHz下降到8.9 GHz;单元间距主要影响带宽,单元间距从0.3倍波长增大到0.5倍波长时,-3 dB带宽从3.2 GHz减小到1.0 GHz;臂宽和缝宽在影响中心频率的同时也影响带宽;介质加载主要使中心频率降低,但是中心频率并非随着介质层厚度的增加单调减小;加载介质的厚度和介电常数都影响中心频率,但中心频率对介电常数的变化更为敏感;介质加载也影响中心频率处的功率传输,如果对加载介质进行合理的匹配能改善FSS的传输特性。     

闭式谐振腔法微波介质陶瓷介电常数测量

采用一种封闭式的圆柱形微波谐振腔,实现了微波介质陶瓷材料以及其他中低损耗材料介电常数的准确测量,通过模式匹配技术实现了介质加载条件下腔内电磁场问题的精确求解,得到了腔体谐振频率与材料介电性能之间的精确关系,对各类典型介质材料的测量结果以及多家比对数据表明,相比于传统方法,该方法的测量准确度更高,可达到0.1%;测量范围更宽,不仅能准确测量高介电常数的微波介质陶瓷,也适用于低介电常数的交联聚苯乙烯、聚四氟乙烯等材料,此外由于闭式腔不存在辐射损耗,金属表面电流损耗也较小,对低损耗材料的Q值测量更加准确,损耗角测量下限达10~(-6)以下。该方法适用于介电常数εr=1~100及以上,损耗角正切tanσ=1×10~(-3)~1×10~(-6)范围内各种材料介电性能的准确测量。     

截止波导介质腔介电常数测量理论与方法研究

本文提出了用截止波导介质谐振腔测量微波材料相对介电常数和微波损耗的方法.利用开波导法给出了腔中TE0ml谐振模的电磁场,导出了利用此模测量介电常数和微波损耗的公式;通过测量频率和谐振曲线,就能算出材料的复介电常数,并对谐振模TE0ml进行了讨论;比较了这种测量方法与原有的短路金属板介质谐振腔法的优劣,结果表明采用截止波导介质谐振腔测量材料的微波损耗时更有优越性.     

超薄弹性层超声反射纵波频域定征方法

本文在定义超薄单层弹性介质反射传递函数的基础上,提出以单层介质反射传递函数幅度谱、相位谱和复谱为基础的频域定征方法的最小二乘意义上的反向算法对超薄弹性单层介质的声速、厚度、密度等声学参数进行定征。进一步分析了影响估计准确性的各种因素,研究了反射传递函数对材料各参数灵敏度函数在误差传递中的意义。实验结果证明,对于铝质超薄单层介质,该方法能够准确估计厚度小到24μm铝层的声学参数。     

频率选择表面A夹层雷达罩的传输特性

基于互导纳法设计了A夹层频率选择表面(FSS)罩壁结构并制作了平面试件和圆锥形雷达罩试件,验证了复合结构的一体化加工工艺。在微波暗室中对平板试件和FSS锥形罩进行了测试将部分测试结果与计算结果进行了比较。结果表明,A夹层加载的双层FSS带内传输损耗较小,具有一定的平顶特性,且带宽的入射角和极化稳定性较好。60°斜入射时,双层FSS的TE和TM极化的-3 dB带宽之差比相应单层FSS减小1.3 GHz;蜂窝夹芯层厚度较大时(1/4λ左右),A夹层两侧的单层FSS之间耦合较小,因而双层FSS的谐振频率与单层相同。曲面FSS雷达罩的传输特性与天线极化状态和测试方位均有关系,在主极化平面内与平面试件的结果一致,表明局部近场测试时曲率的影响较小,设计时可采取局部平面近似。     

现代介质损耗测量技术分析

随着电子技术的发展,涌现出许多新型的自动介损测量仪,它们采用与传统测量方法有很大区别的"现代介质损耗测量技术",其主要由电源,高压端信号取样隔离和介质损耗测量的信号变换处理部分组成,并展开探讨.     

陶瓷粉填充聚四氟乙烯复合介质板介质损耗控制研究

低介质损耗是电子装备高频化对复合介质板提出的关键需求之一。陶瓷粉填充聚四氟乙烯复合介质板介质损耗性能的影响因素较多,其控制技术是该类型复合介质板国产化研究工作的关键技术之一。结合研究的工作体会,对影响聚四氟乙烯复合介质板介质损耗性能的因素进行了分析,对控制措施进行了研究讨论。     

微波陶瓷介质谐振器优选组合检测法

微波介质陶瓷材料的介电性能主要由3个参数表示:介电常数、介质损耗和谐振频率温度系数.本文优选组合了3种检测介质谐振器方法:短路型介质谐振器轴向的短路界面测定方便准确,用于测量微波介质陶瓷材料的相对介电常数;开路型平行板与介质谐振器无直接接触,用于测量介质损耗系数;自行研制的旋转开放腔,可同时放置多个样品,加快温度系数的测量速度.3个参数采用3种不同测试法,充分应用了不同测试法各自的优势,满足微波介质陶瓷材料介电常数跨度大、介质损耗低、温度系数快速测量的需求,可得到精确、快速的测试效果.     

低损耗乐甫波传感器的实验研究

文中采用单相单向叉指换能器(SPUDT)降低乐甫波传感器的双向损耗,并从实验方面研究了SPUDT结构反射中心位置对器件损耗的影响.乐甫波传感器的多层波导结构改变了常规的EWC/ SPUDT(控制栅条宽度的SPUDT)的反射系数和换能系数,不能实现完全的单向传播,从而使传感器损耗变大.文中通过调整反射栅的位置,来改变反射中心和换能中心的间距L,通过实验的方法分析L对损耗的影响,得到了间距L与器件损耗之间的关系.文中实验基片采用ST-90°X石英,铝电极厚度为0.77%λ(λ为SPUDT周期),声波导材料为二氧化硅,厚度为0.012 8λ,L大小范围为(3/8-1/9)λ到(3/8+1/9)λ,实验结果表明:随着反射中心和换能中心间距L的增大,器件中心频率处的损耗从20.2 dB减小到12.5 dB;器件的单向性能得到改善.     

Effects of fabricated error on transmission performance of double layer frequency selective surface configuration

1Introduction Thedoublelayerfrequencyselectivesurface(FSS)hasflattopsandsharpskirtsandhas beenwidelyappliedtotheantennareflectorfor satellitecommunicationandvariousradome.Up tothepresent,mostofthesingle layerand multi layerFSSsaredesignedbyusinginfinite planeperiodicresonantconfigurationmodel,whichsatisfiestheinfiniteperiodicboundary conditionofFloquettheorem.Thereforemany numericalanalysismethodsbasedonFloquetpe riodicmodelareemployedtosimulatethemulti layerFSSelectromagnetictransmissionp…     

填充介质的厚屏频率选择表面传输特性

为了改善厚屏频率选择表面(FSS)的滤波特性,实现FSS在雷达天线罩上的应用,设计了具有圆孔单元的厚屏FSS结构,并将其单元内填充介质,制备出了相应的实验件。理论分析时,首先建立等效问题;接着用Floquet定理将无限大厚屏FSS上所有阵列单元的场展开为无穷多个平面电磁波;然后在单元边界处强加边界条件;最后用矩量法求解等效的磁场积分方程。在微波暗室测试后,发现测试值与计算值基本一致。结果表明:中心频率的变化主要取决于单元间距、入射角和介电常数等3个参数;其中,当单元间距由30mm增加到36mm,电磁波的入射角由10°增加到30°,填充介质的介电常数由2.5增加到7.0时,中心频率分别减小了2.1,1.5,1.9GHz;另外,单元直径增大使得带宽增加,当单元直径由14mm增加到17mm,带宽增加了1.2GHz。可以看出,改善厚屏FSS的传输特性是多参数优化的问题,如果合理选择填充介质并适当选取其他参数,能够获得理想的传输特性。     

基于十字单元的可调谐互补屏频率选择表面

为实现频率选择表面（FSS）工作频点的可调谐,将环型孔径FSS负载分离后形成感性表面与容性表面,利用两者之间的耦合机制设计了一种互补屏FSS。建立了互补屏FSS等效电路模型,定性分析了它的变频机理。采用耦合积分方程法计算了负载贴片旋转角,耦合电介质厚度和相对介电常数对互补屏传输特性的影响。利用镀膜与光刻方法在耦合电介质两侧制备容性表面与感性表面,并用自由空间法测试250 mm×250 mm样件的传输特性。计算与测试结果均表明：当十字贴片从0°旋转至10°,互补屏FSS的谐振频点会从18.2 GHz向低频漂移至14.8 GHz。当耦合电介质的物理厚度从0.1 mm变化到1 mm时,互补屏FSS的容性表面和感性表面之间的耦合效应逐渐消失。耦合电介质相对介电常数增加使互补屏间的耦合增强,其工作频点向低频漂移。实验显示：随着负载贴片旋转角的变化,互补屏FSS能够实现主动变频功能,为设计和制备主动FSS提供借鉴。     

Y形和Y环形单元特性的实验对比研究

采用镀膜和光刻技术设计并制备出了2种衬底厚度不同的Y孔单元和Y环孔单元的FSS,在0°和45°入射角下分不同的极化波进行了测试,经对比研究发现,在大角度入射下Y环单元FSS比Y孔单元FSS有更为稳定的中心频率,更窄的带宽;Y环单元FSS对垂直和水平极化波的适应性更强,滤波特性较Y孔单元FSS更明显;介质厚度的变化对Y孔中心频率、带宽的影响要比Y环单元FSS的大得多。所以,从中心频率、带宽随介质衬底厚度、入射角度、不同极化方式的变化情况看,Y环单元比Y孔有更稳定的性能。     

用C方法计算介质膜光栅衍射效率

运用C方法对介质膜基底反射光栅的衍射效率进行了详细的理论分析。在此基础上用正弦函数的高次幂作为光栅的槽形函数编写了介质膜光栅衍射效率计算程序,数值计算结果表明了C方法在计算介质膜光栅衍射效率的可行性。     

频率选择表面天线副反射面研制

频率选择面（FSS）是近年来发展较快的新型结构功能件,芳纶纤维复合材料是一种比重小、强度、刚度高、介电常数小的高性能材料。文中详细论述了采用芳纶纤维复合材料研制频率选择表面天线副反射面的全过程,产品电性能良好,可实现双频段使用,具有较大经济效益。     

低频带通与带阻自由切换的频率选择表面

为了在不同时域下获得兼具带通与带阻空间滤波功能的低频频率选择表面(FSS),提出了一种带通与带阻型FSS可自由切换的设计方法,即在基于卷曲技术设计的小型化FSS表面上贴装电控PIN二极管,并利用"场-路"协同仿真的方法进行建模与计算。其中,卷曲图案既是滤波结构,也是馈电导线。当PIN二极管导通时,卷曲图案缝隙处产生的电容C1与金属贴片电感L1构成并联LC回路,FSS表现为带通滤波功能;反之,焊盘处缝隙及反偏PIN二极管产生的电容C2与金属贴片电感L2串联,FSS切换为带阻滤波功能。采用印刷线路板及表面贴装工艺制作出了400 mm×400mm试验样件并采用自由空间法进行测试,仿真与测试结果表明:在2.45GHz处,当PIN二极管导通时,FSS表现为强透射性能,反之则表现出强反射效果。这种基于电控PIN二极管开关所实现的带通与带阻型FSS自由切换方法在通信、电磁屏蔽及雷达隐身等领域具有广阔的应用前景。