双阻带红外频率选择表面的设计

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（FSS）,利用CST电磁软件进行仿真分析,发现该FSS在3~5 m和8~14 m两个波段内的平均透过率低于2.5%,实现了红外波段的双阻带;采用表面电流模式分析法和有效介质理论分析了该FSS的滤波机理,发现不同谐振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极化方式、入射角度、介质属性以及结构参数对FSS传输特性的影响。结果表明该FSS具有良好的偏振稳定性和角度稳定性,介质属性和结构参数对其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.     

具有中远红外双阻带特性的频率选择表面设计

为实现覆盖中、远红外两个大气窗口的低透射率,采用六边形环复合“单钺”型短臂与十字结构共振器相结合的思路,设计了一种可调节的、“双环—双屏”三明治结构的频率选择表面。CST电磁软件仿真结果表明,在3~5μm,8~14μm两个红外大气窗口内的平均透射率低于1.9%,可以对中、远红外电磁波有较好的抑制传输效果,并且有优越的偏振稳定性和入射角度稳定作用;通过利用表面电流分析法与等效介质原理法,以不同的角度阐述了频率选择表面结构的滤波机理。并通过仿真计算的方式,探究出电介质层属性与单元结构参数对频率选择表面的滤波效果有较大影响,研究结果对后续实验有重要的指导作用。     

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 mm 和8～15 mm 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.     

一种新型复合带通型频率选择表面研究

带通型频率选择表面在空间电磁波滤波上有重要作用,本文提出并计算和仿真了一种复合型频率选择表面单元结构,在12 GHz到18 GHz仿真得到2 GHz的-3 dB带宽.在实验室条件下进行了远场区透射性能实验,介绍了实物FSS板参数和制作工艺;实验设备准备过程;实验方法与步骤.实测结果与仿真结果对比证实了该FSS结构具有良好的空间电磁波选频滤波能力.     

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.     

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。     

一种新型双通带频率选择表面

针对多通带频率选择表面(Frequency Selective Surface,FSS)带宽较窄的问题,基于方环形缝隙及其互补结构设计了一种工作于X/Ku波段的双通带频率选择表面。在单层介质两侧加载互补贴片的基础上提出了两层介质加载三层金属贴片结构,得到了一个一阶通带和一个二阶通带,二阶通带两个极点的反射率达到–30 d B以上,实现了宽频特性。仿真结果表明:该频率选择表面具有很好的角度稳定性和极化稳定性,两个通带的相对带宽分别达到了13.87%和28.57%,第二通带带内平坦,中心插损很小,整体带外抑制明显,综合性能较好。     

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。     

电容加载对频率选择表面传输特性的影响

有源频率选择表面,是指在频率选择表面中加入变容二极管或PIN二极管等有源器件构成的FSS结构,通过有源器件的可调性来实现对FSS性能的控制。文中根据有源器件的电容等效原理,设计了一种方形缝隙FSS结构,研究了电容加载对FSS传输特性的影响。仿真结果表明,加载电容后其谐振频点向低频偏移,带宽减小,且加载电容对FSS传输特性有较好的可控性。     

A Second-Order Dual X-/Ka-Band Frequency Selective Surface

In this letter, a new technique for designing dual-band frequency selective surfaces with arbitrary bands of operation, with second-order band-pass responses at each band of operation, is presented and experimentally verified. The technique is based on utilizing a particular topology of a second-order band-pass microwave filter and synthesizing its constituting elements using periodic structures with inductive, capacitive, or resonant type surface impedances. The result is a low-profile planar structure composed of three metal and two dielectric layers that acts as a spatial version of the dual-band microwave filter.      

双波段频率选择表面复合材料的性能研究

以三阶正十字分行贴片旋转45°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)。将FSS和聚甲基丙烯酰亚胺泡沫复合制备得到双波段频选复合材料,通过对频率选择表面尺寸和泡沫厚度的设计,研究了其在1～18 GHz内的电磁波插损。研究结果表明,当FSS厚为12 μm,边界宽为30 μm,两侧泡沫厚为5 mm时,双波段频率选择超材料在特定的频段内电磁波插损的实验值和仿真值基本一致,即在2.5~35 GHz及8.5~11 GHz频段内,90%频点插损值小于0.9 dB;随着电磁波入射角的偏移,带内插损值增大,有效带宽减小。     

低频高阻带抑制SAW有源滤波组件

介绍了一种低频高阻带抑制SAW有源滤波组件的设计方法，并介绍了最新研制的滤波组件的性能。其中心频率18MHz，通带波动0.5dB，近端阻带抑制达105dB，远端阻带抑制大于95dB（其中三次谐波抑制大于75dB)，增益8dB。     

频率选择表面纺织材料应用

采用频率选择表面结构的纺织材料实现了纺织品和电子元件的完美结合,赋予了传统纺织品智能化的新功能。提出了设计频率选择表面纺织材料的可视化传输线方法,并实现了频率选择表面纺织材料在雷达吸波材料、织物天线性能改善以及频率选择性通信窗上的应用。     

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.     

阻带性能优良的E面双条带波导滤波器

针对一般Ｅ面波导滤波器结构存在阻带特性较关的缺点。本文对Ｅ面双条带结构进行了全面的分析。这种结构具有阻带特性好的优点。文中给出了简明的矩阵公式，并进一步提出了改善Ｅ面结构带外特性的可行方法，利用所得公式，分析和设计了Ｋａ波段Ｅ面双条皮导滤波器，实验数据和理论分析吻合较好。     

曲线三极子频率选择表面单元

设计了一种新型小型化宽带频率选择表面单元——曲线三极子单元,该单元外形轮廓为圆弧组成的曲线,相对于谐振波长尺寸小,可以三角形方式紧密排列,单元间距小,可调参数多,可设计性好,能够用于带阻型、带通型不同频段、不同带宽的频选表面。基于该单元给出了一个三屏频选的设计实例,实例表明,采用曲线三极子单元的频选表面带宽宽,角度稳定性好,透波率高,有效抑制栅瓣和二次谐振,改进了带外抑制性能。     

采用粒子群算法的频率选择表面优化设计

 粒子群优化算法作为优秀的群体智能算法之一,已经被广泛应用于电磁优化问题中.通过与时域有限差分(FDTD)算法相结合,粒子群优化算法被运用于频率选择表面的优化设计.在此过程中,通过使用图形处理器(GPU)加速技术将FDTD算法速度提高近100倍,配合FDTD的宽频特性显著加速了优化过程.在此基础上,针对给定单元结构以及未知单元结构两种频率选择表面设计情况,分别采用带惯性权重的粒子群优化算法以及二进制离散粒子群优化算法进行优化.提出的两种优化流程在算例中得到验证与分析,证明了其可行性及高效性.