频率选择表面传输特性的湿热试验研究

对不同材料和加工工艺的频率选择表面FSS(frequency selective surfaces)进行湿热环境试验,考察湿热试验对FSS传输特性的影响.结果表明,湿热环境在短时间内可以破坏FSS的微观特征,而对FSS的宏观特征没有明显的影响.湿热环境对FSS传输性能的影响主要表现在传输损耗和频带宽度两个方面,10个周期的湿热试验可以使FSS的传输损耗增加60%以上,频带宽度增大0.5GHz.从不同的角度来说,湿热环境对刻铣工艺FSS的影响大于腐蚀工艺的,对铜导电层FSS的影响大于银导电层的,对组合阵子FSS的影响大于简单阵子的.     

盐雾环境对频率选择表面传输特性的影响

为了研究盐雾腐蚀环境对频率选择表面FSS(Frequency selective surfaces)传输性能的影响,本文按照GJB150-86对不同材料和加工工艺的FSS进行了盐雾试验,考查了FSS的谐振频率、传输损耗、带宽和入射角稳定性,并比较了它们在盐雾试验前后的差别.结果表明:盐雾环境可以使FSS的传输损耗增大1.5-2dB,带宽增大0.4-1GHz,不同材料和工艺FSS的传输损耗和带宽增加的幅度不同;组合振子FSS的传输损耗和带宽比简单振子FSS增加的幅度大;盐雾环境对FSS平板的谐振频率和入射角稳定性影响较小.     

环境对频率选择表面传输性能影响机理研究

对镀铜FSS平板和镀银FSS平板进行了温度循环、湿热试验和盐雾试验3方面的环境模拟试验，从材料科学的角度分析了环境试验对FSS传输性能的影响。结果表明，环境试验会对导电层的表面微观结构造成损伤，使导电层的导电能力降低，从而造成FSS平板的传输系数降低和频带宽度增加；但环境试验不会破坏FSS板的宏观特征，因此，FSS的中心谐振频率没有明显变化。     

3毫米波段频率选择表面滤波器的研究

本文对3毫米波段的带通频率选择表面滤波器结构进行了仿真和实验研究。通过仿真技术分别研究了臂长、入射波角度及极化方式对其频率响应特性的影响。实验测试结果表明该结构对入射波极化方式的敏感性很低,并且在小于25°范围内频率响应特性非常稳定性。实验和仿真得到了基本一致的结果。     

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。     

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.     

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。     

双阻带红外频率选择表面的设计与分析

本文设计了工作在第二个大气窗口(3 μm～5 μm)和第三个大气窗口(8 μm～14 μm)的双频段FSS。该FSS为双屏结构,由六边形金属网格和六边形谐振环阵列组合而成。仿真结果表明,该FSS在两个大气窗口的平均透过率低于5%,且对不同角度入射的电磁波具有良好的角度稳定性。分析了结构主要尺寸参数对传输特性的影响,结果表明,调整六边形谐振环的单元尺寸能够有效调节3 μm～5 μm波段范围内-10 dB阻带的带宽,增大金属网格的单元尺寸会使得8 μm～14 μm波段范围内的阻带向长波方向移动。     

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．     

小型化频率选择表面研究现状及其应用进展

频率选择表面是一种在平面内排布的二维周期阵列,由金属贴片单元或孔径单元构成,其对不同频率电磁波呈现不同的滤波响应,被广泛应用于雷达隐身、卫星通讯和电磁兼容等领域。随着应用对技术的要求不断提高,传统频率选择表面难以满足实际应用。原因有:(1)传统频率选择表面较大的单元尺寸会导致单元谐振时栅瓣过早出现,对传输特性产生不良影响;(2)传统频率选择表面较大的单元尺寸导致其很难在有限空间的区域内以及不规则天线罩上使用,且大尺寸使得现有工艺很难完成贴装布阵。而单元尺寸远小于工作波长的小型化频率选择表面MEFSS的出现为解决上述问题提供了新的思路,其优势日益凸显了自身的价值,逐渐发展成为新的研究方向。最初的小型化频率选择表面通过结构上的交叉、旋绕、连接等模式来达到缩小单元尺寸的目的,最典型的方法就是单元的卷曲、交指设计。为了突破"单元尺寸与谐振波长一致"这一限制,实现小尺寸结构可以控制长波长谐振,通过金属贴片和网格经介质级联,产生了基于容性表面与感性表面耦合技术的小型化频率选择表面。该频率选择表面通过减小单元的有效电尺寸来实现小型化。耦合型双屏小型化频率选择表面主要分为:网栅及其互补结构、网栅和方环贴片阵列结构、方环贴片及其互补结构。这三种典型的耦合双屏结构是研究复杂耦合型小型化频率选择表面结构的基础。由于前两类频率选择表面在实现小型化特性时都无法摆脱周期单元尺寸的制约,若需要更高的小型化需求时则难以实现。而加载无源集总元件(电容器、电感器)的频率选择表面可以增大等效电感L以及等效电容C的值,能够更大程度地缩小单元的有效电尺寸,使得频率选择表面小型化程度更高。为了拓展小型化频率选择表面的功能,在普通小型化频率选择表面单元或介质衬底上加入有源器件(变容二极管和PIN二极管等)或采用特征媒质作为介质衬底等组成有源小型化频率选择表面。该频率选择表面在实现小型化特性的同时,通过对有源器件的调节来控制该频率选择表面的通带开关和变频特性等。本文从单元卷曲和交指设计、基于容性表面与感性表面耦合技术设计、加载无源/有源集总元件技术设计等方面综述了小型化频率选择表面的研究状况。随后,对小型化频率选择表面在实际中的应用进行了介绍并对其未来发展方向进行了展望。     

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.     

电路模拟吸波材料的研究及其发展

本文阐述了电路模拟吸波材料的原理.对电路模拟吸波材料优于普通雷达吸波材料的原因进行了说明.综述了电路模拟吸波材料的研究现状,并对其发展方向进行了展望.     

Thermal residual stresses in FSS layer-embedded composite plates in co-cure bonding

The residual stresses occur in the frequency selective surface (FSS)-embedded composite structures after co-curing due to mismatch between the coefficient of thermal expansions between the FSS and composite materials. It is well known that residual stress has a great influence on the strength and fatigue life of the FSS-embedded composite structures. Numerous researches have been reported about residual stresses in the composite structures. However, studies on the residual stresses in the FSS-embedded composite structure have not been widely investigated. Therefore, in this study, the thermal residual stresses of FSS-embedded composite structures were analyzed using finite element analysis, with considering the effect of FSS pattern and size. Various FSS patterns, such as square loop, gridded square loop, and double square loop, are considered in the analysis. The effects of dimensional change of design parameters of FSS pattern on the residual stresses in the hybrid composites were also investigated.     

Experimental and theoretical investigation on frequency characteristic of loudspeaker-driven thermoacoustic refrigerator

In this paper, the frequency characteristic of loudspeaker-driven thermoacoustic refrigerator (TAR) and the influence factors were investigated theoretically and experimentally. Experimental results under different conditions show that a narrow transmission frequency band of TAR exists to generate strong oscillation and cause significant thermoacoustic effect, and TAR achieves optimum performance at the resonance frequency. The frequency characteristic is determined by combined network elements of TAR. Then the analytical model was built to validate the experimental results. It provides a coupling method for design of loudspeaker-driven TAR system.     

Identification of material properties of composite plates using Fourier-generated frequency response functions

The present research adopts the use of Fourier-based plate model to synthesize FRFs for its proven prominent accuracy and incorporates with a hybrid optimization algorithm. The effectiveness of FRF error function in material identification consists in the trade-off range between those of natural frequency error function and mode shape error function with about 7% reduction in absolute relative error of the evaluated elastic moduli and shear modulus with respect to those of mode shape error function as well as approximately 25% reduction in absolute relative error of the identified Poisson's ratio with respect to that of natural frequency error function.     

基于调制FFT的谐振式SAW传感器快速频率估计算法

针对高动态环境下的谐振式声表面波(Surface Acoustic Wave,SAW)传感器快速精确频率估计,提出一种基于调制快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform,FFT)的谐振式SAW传感器快速频率估计算法.对单次谐振式SAW传感器回波信号进行N点取样后进行调制FFT计算,获得回波信号频谱,然...     

选择表面工艺改性的CIPs涂层及其氧化物的吸波性能

针对吸波涂层氧化腐蚀现象,提出一种基于选择表面的周期结构涂层维修工艺。利用腐蚀法,在以羰基铁粉(CIPs)为吸收剂的吸波涂层表面制备CIPs及其氧化物涂层。用扫描电子显微镜(SEM)对腐蚀后颗粒的形貌进行了分析。测试了8~18GHz下混合颗粒的复介电常数和复磁导率,并用等效介质理论计算氧化涂层的参数。分析腐蚀和维修工艺对反射损耗(RL)的影响。结果表明:当CIPs涂层表面被氧化时,随着氧化涂层厚度的增加,涂层的吸波性能减弱,反射损耗增量值约为2dB。当涂层厚度为0.8mm时,维修效果不理想,若涂层厚度增加至1mm,且氧化涂层厚度为0.1mm时,维修效果较好,体现为10~18GHz频率范围内的吸波带宽增加,反射损耗相应减小约为2dB。