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.     

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.     

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。     

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。     

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。     

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。     

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.     

基于频率选择表面的双大气窗口红外隐身研究

为实现双大气窗口红外隐身,提出了一种新型双阻带频率选择表面(FSS).该结构由三层材料组成:金属四个多路交叉十字型谐振器、金属井字型结构、中间由介质层隔开.仿真结果表明,对于垂直入射波,所提出的双阻带FSS在两个大气窗(3. 0～5. 0μm和8. 0～14. 0μm)内具有较高的反射率,并且透射率被抑制到0. 1以下.研究了入射角、周期大小及介质厚度等对反射率和透射率的影响.在φ=0°时,TE和TM波在的宽入射角θ范围内均显示出良好的传输稳定性.通过FSS在谐振频点的电场及表面电流的分析结果发现,3. 0～5. 0μm的反射是由于电谐振引起的而8. 0～14. 0μm的高反射是由于电谐振与磁谐振共同引起的.     

曲面双层带通频率选择表面天线罩设计

针对复杂曲面外形严重影响频率选择表面（ FSS)天线罩传输特性的问题,提出了一种基于表面寻迹技术的曲面FSS天线罩设计方法。首先通过平面网格剖分对曲面进行拟合及表征,然后采用表面寻迹算法对FSS阵列的排布位置进行计算,最后将平面FSS结构投影于曲面外形,从而提高了曲面FSS阵列的排布及建模精度。采用该方法完成了某K频段A夹层曲面FSS天线罩的设计及测试,结果表明该曲面FSS罩的传输特性与平面FSS基本一致,且对天线辐射方向图影响较小,有效消除了复杂曲面外形对天线罩传输特性的影响。     

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。     

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。     

基于频率选择平面的太赫兹波调制模拟

太赫兹波调制器是太赫兹通信的一个重要器件。利用介质折射率影响频率选择平面的透射峰,可以实现对太赫兹波强度透过率的调制。利用有限元法对该结构的调制性能进行模拟分析,在3.12 THz附近50 V电压下,实现了50%的强度调制。并进一步分析了该调制结构的调制机理。     

Four-band frequency selective surface with double-square-loop patchelements

Design and experimental verifications are presented for a four-band frequency selective surface (FSS) with perfectly conducting double-square-loop (DSL) patch elements. A single screen DSL element FSS is demonstrated for (1) a four-band FSS which reflects the X- and Ka-band signals while passing the Sand Ku-band signals, and (2) a low-pass (or Ka-add-on) FSS that reflects the Ka-band signal while passing the S-, X-, and Ku-band signals. Cascading the above low-pass FSS with a previously published single screen tri-band FSS, a double screen FSS is also successfully demonstrated for the Cassini four-band application. The good agreement obtained between the measured and the computed results verified both the single and double screen four-frequency FSS approaches for the Cassini Project     

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。     

Miniaturised bandpass frequency selective surface with lumped components

A miniaturised frequency selective surface (FSS) loaded with lumped components is presented. The FSS uses inductors and capacitors to provide a bandpass response with a simulated unit cell size of /apl lambda//115 with a 23 dB bandwidth of 23.9%. This is the first reported use of the combination of capacitors and inductors to provide miniaturisation to this extent. Measurements are presented to validate the technique, showing an FSS resonating at 945 MHz with 21.9% bandwidth and a unit cell size of λ/18.