频率选择表面结构吸波体的电磁特性研究

采用时域有限差分法(FDTD)计算了蝶形和方环形FSS单元图形的反射与传输特性以及反射信号与入射信号的相位关系,并对计算结果进行了分析.结果表明电磁波的干涉相消是FSS吸波体吸波的主要原因,并且当反射电磁波满足2nπ的相位关系时才能达到最佳吸波效果;FSS吸波体的中心频率随介质层厚度的增加而下降;介质层厚度为5 mm时...     

嵌入频率选择表面的Salisbury吸波屏设计

在分析传统Salisbury吸波屏的工作原理的基础上,阐述了通过嵌入带损频率选择表面(lossy FSS)来提高吸波性能的可行性,并基于该方案设计了一款能够在3.5~18.5 GHz频率范围内(相对带宽为136%)有效吸波的超宽带吸波结构,这种带损频率选择表面被嵌入在高阻表面(377?/□)和反射面之间。分析了该结构中的附加电阻大小、FSS单元结构和几何尺寸等不同参数对吸波性能的影响,并通过理论分析、计算仿真和实物测量,证实了在厚度相同的情况下,通过加载带损FSS可以使传统Salisbury吸波屏提高约62%的相对带宽,对雷达吸波材料的研发具有一定的指导意义。     

Ka波段宽频带频率选择表面设计

随着毫米波技术的发展和毫米波天线的广泛应用,提出了对毫米波雷达隐身的要求。基于耦合和谐振原理,设计了一种Ka波段带内透过的单层频率选择天线罩。利用谱域法对频选天线罩进行了分析计算。优化得到的天线罩仿真结果在Ka全波段内平均插入损耗小于1 dB,在45毅扫描角内35 GHz的S21 >-1. 7 dB,实现X 波段和Ku波段内的透过率小于-11 dB。最后,对频选罩的相关参数特性进行了分析,便于针对其他电性能要求进行优化改进。     

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。     

具有宽频特性带通频率选择表面的设计

基于高阶特性的频率选择表面(FSS)有更好的带宽展宽性,提出了利用高阶带通FSS的方法来设计具有宽频特性的带通FSS.设计了一种基于圆结构具有五层结构的FSS,利用仿真软件对FSS单元进行计算和分析.分析结果表明:此五层结构的FSS具有三阶单通带性能,其绝对带宽达到6.07 GHz,相对带宽达到72％,通带平稳光滑,通带内插损小,对不同角度、不同极化方式入射的电磁波保持很好稳定性.此FSS具有很稳定的宽频特性,从而验证了此宽频带通FSS设计方法的可行性.     

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。     

随机分布贴片构成频率选择表面的吸波特性研究

探讨了随机分布贴片构成的频率选择表面在吸波材料应用中的原理,提出了用随机分布的电阻贴片来拓展吸波带宽和提高吸收率.用有限元方法仿真分析了这种频率选择表面应用于吸波材料设计的可行性.讨论了表面占有率、表面电阻率以及分布形式对复合材料反射率频率特性的影响.仿真结果证明包含这种新型FSS结构的吸波材料可以很好地改善材料的吸波性能.     

频率选择性透波吸波电磁结构

提出的频率选择性透波吸波(FSTA)复合结构,是一种在保证天线正常工作性能的前提下,实现对带外电磁波吸收的新技术。该技术具有隐身频带宽,自身结构强度强,电子设备电磁兼容特性高等优势。分析了一些典型频率选择表面(FSS)单元的等效电路模型,推导出了FSTA 复合材料的等效电路模型,实现了对新型结构的快速定性分析,并得到结构中各参数对结构性能的作用规律。通过仿真优化实现了低频透波高频吸波(LTHA)型电磁结构的设计。     

一种双频陷波的频率选择吸波器设计

提出一种双频陷波的频率选择吸波器,仿真结果表明,该结构可以在4.05～10.85 GHz频带范围内实现反射系数小于-10 dB的吸波,两个陷波频点分别出现6.71 GHz和8.4 GHz处,且相互独立,通过变化阻抗表面层缝隙和AMC贴片尺寸可以分别调节两个陷波频点的位置。     

吸波材料与频率选择表面复合的实验研究

介绍了植入阻抗分级的碳纤维(CF)合成物中频率选择表面(FSS)作为微波吸收的实验结果。制作了不同的FSS图形植入碳纤维(CF)合成物中，通过实验反映出了FSS的效果。实验中可以看出FSS图形和FSS在合成物中的位置决定了它的反射特性。通过对比发现，实验结果与GMA的理论预言一致。     

基于超材料等效介质理论的带通频率选择表面设计及验证

提出了一种构建超材料带通频率选择表面的新方法,该方法通过调节单元结构的等效介电常数实现.金属丝阵列在等离子频率以下等效介电常数为负,产生传输禁带,在金属丝阵列中加入介电常数符合Lorentz模型的短金属线结构,可得到一维带通频率选择表面,理论分析和仿真计算充分验证了这种方法的可行性.基于这种方法,将一维超材料频率选择表...     

用于检测血清中毒品的频率选择表面的设计

本文基于频率选择表面(Frequency Selective Surface,FSS)的空间滤波性能设计了一个响应频带在可见光及更短波段的带阻型频率选择表面,用于血清中冰毒的检测。结合已有的设计经验和仿真测试结果提出了双屏方环FSS单元结构,通过为其设定适当的结构参数初步实现了600～1 000 THz的阻带。在此基础上分析了影响频率选择表面传输性能的各项参数,分析了方环尺寸大小、中间介质层厚度、介质层介电常数等对FSS传输性能的影响;基于此,综合考虑各项参数的影响,利用仿真软件HFSS进行了多次仿真求解,得到最优情况下的方环外边长为120 nm,内边长为100 nm,单元周期为140 nm,介质厚度为60 nm,金属贴片为厚度10 nm的银,介质层材料为介电常数是2.08的Neltec NY9208。所得到的最优情况下的FSS单元结构阻带为500-1 000 THz,带内透射率可达到5%以下,通带为1 000-1 600 THz,带内透射率可达到90%以上,可以实现滤除血清自身荧光信号的设计目标。     

一种改进的频率选择表面等效电路模型

等效电路模型可以快速分析具有平行直线单元的频率选择表面,然而,现有的等效电路模型由于没有考虑介质厚度与相对介电常数的影响,在分析介质加载的频率选择表面时出现偏差。提出了一种方法,即将等效介电常数的概念引入到模型中,等效介电常数为介质厚度和相对介电常数的函数,采用曲线拟合确定该函数。通过仿真验证该模型在分析介质加载频率选择表面时精度较好。     

一种低频段小型化带通频率选择表面天线罩设计

具有陡峭截止性能的带通型频率选择表面(Frequency Selective Surface,FSS)在低频段天线设计中有重要应用需求,而传统带通型FSS设计在低频段存在单元尺寸过大和散射栅瓣等问题。为此,提出了一种低频段小型化的带通型FSS天线罩。该结构通过多层非谐振型FSS级联而成,并采用介质加载和FSS单元交叉曲折等小型化设计技术,使其具有S频段二阶带通空间滤波特性,相对带宽达到25%。同时,FSS单元尺寸减小至1/16λ0（λ0为中心工作波长）,天线罩电厚度约为1/20λ0 。基于带通FSS的等效电路模型,给出了详细的FSS单元小型化设计过程,完成了该S频段小型化二阶带通型FSS天线罩实物样件加工和传输特性测试工作,测试结果与全波仿真结果吻合较好。     

多层介质频率选择表面的等效电路分析方法

基于数值仿真计算和微波网络理论,提出了一种多层介质中频率选择表面(FSS)等效电路的分析方法.该方法物理过程直观,计算量小,适用于二维任意形状FSS等效电路的精确求解.以方形贴片型FSS为例验证了等效电路模型的准确性,并分析了多层介质对其等效电路参数的影响规律.最后,基于滤波器理论与FSS等效电路模型设计了双层带通型FSS,计算结果表明全波仿真结果与理论计算结果基本一致,为多层FSS的综合设计提供了一种精确设计方法.     

基于频率选择表面的毫米波压缩感知成像

基于频率选择表面,提出了一种毫米波压缩感知成像方法。通过在频率选择表面单元中加载开关二极管,并随机控制它们处于开/关状态,设计了一种可随机切换的新型毫米波成像掩膜板。通过将这种随机掩膜板放置于毫米波天线上,能够构造出相应的随机测量矩阵并获取足够多的有效测量次数。利用恢复重构算法进行了成像仿真验证,结果证实了所提方法的可行性。