具有高角度和极化稳定度的频率选择表面

本文设计了一种基于方形螺旋结构的新型FSS 单元,该单元具有中心对称的结构特性。通过谱域分析法和CST 软件仿真,对影响FSS 阻带中心频率的几何参数进行了分析,获得了优化的设计参数。最后的FSS 单元尺寸为工作波长的0.083×0.083,对TE 和TM 波不同角度入射的传输情况进行了仿真,结果表明对于本文设计的FSS 具有较高的极化和角度稳定性。     

基于十字形的改进新型频率选择表面

通过对传统的十字单元进行改进,设计了两种新型单元的频率选择表面( FSS)。利用谱域分析法,从理论上分析了传统十字单元和新型单元FSS,研究了TE 波入射时角度变化和大角度入射下极化方式变化对中心频率的影响。仿真结果表明：在TE 波从 0°～60°以不同角度入射时,传统十字单元的中心频率漂移为420 MHz,两种新型单元中心频率的漂移量分别为180MHz 和210MHz, 减少了1/2 以上;在45°不同极化方式的波入射时,传统十字单元中心频率的漂移量为990MHz,两种新型单元的漂移量为150MHz 和120MHz,减少了2/3 以上。与传统十字单元相比,两种新型FSS 单元均能实现TE 波入射时的角度稳定性和大角度入射时的良好的极化稳定性,为FSS 在天线雷达领域中的应用提供了基础。     

大角度稳定的双频双极化频率选择表面

设计了一种X波段透射,Ku波段反射,具有大角度入射和较好极化稳定性的Y单元六边形紧凑排列的频率选择表面（FSS)。实测结果表明,当TE和TM波在±80°内入射时,该频率选择表面在中心频率9.41GHz的5％带宽内透射损耗小于1dB,同时在中心频率14.5GHz的5％带宽内反射率约大于90％。FSS在通带和反射都有着良好的角度稳定性和极化稳定性,对于分频复用的反射面天线和曲面流线型隐身雷达罩有很好的应用价值。     

基于Y 型频率选择表面的小型化设计*

设计了一种基于Y型的带阻型小型化频率选择表面,其单元的等面积正方形尺寸仅为0.057λ0×0.057λ0,厚度仅为0.021λ0。新型单元通过对传统Y型结构的分支向内进行规则的弯折来增大Y型单元的臂长,增加单元的谐振长度,从而增大了单元的等效电感与电容,提升了空间利用率。单元面积的减少,提高了单元的小型化效果,同时减小了单元间的距离,使频率选择表面具有较好的角度稳定性。仿真和测试结果表明,这种小型化单元对于不同角度入射的TE和TM波都具有很好的稳定性,其单元面积比谐振频率相同的传统Y形单元的面积减小了约96.3%,具有良好的带阻特性。     

基于方环形单元的新型频率选择表面设计

在传统方环形FSS 结构基础上进行改进,设计出一种新型结构单元,并进行了实物加工与测试,结果表明,新型结构单元比传统结构拥有更好的频率选择特性。通过曲折线设计和加入垂直枝节,使整个新型单元结构尺寸降低为传统单元尺寸的28.6%左右,有效地实现了对FSS 小型化设计。同时,新型单元在不同入射条件下,谐振频率漂移量维持在0.04 GHz左右,拥有较高的角度稳定性与极化稳定性。     

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。     

基于六边形环状结构的远红外频率选择表面

为实现远红外大气窗口(8～14 μm)的低红外透过率,基于六边形环状结构设计了双屏远红外频率选择表面(FSS).仿真结果表明,该结构在8～14 μm波段的平均透过率低于5％.对该结构的表面电流分析说明,谐振单元表面感应出的对称分布电流以及双屏结构之间的耦合效应使得散射场增强,透过率降低.研究了该结构在不同入射角和不同极化条件下的传输特性,结果表明该结构在8～14μm具有良好的角度稳定性和极化稳定性.分析了介质层介电常数、厚度以及损耗角正切对该FSS传输特性的影响,结果表明介质层介电常数对FSS的谐振频率和带宽有较大影响.     

基于有源频率选择表面的电磁兼容

有源FSS是指在FSS中加入PIN管或变容二极管等有源器件构成的FSS结构,通过调节有源器件的偏置电压或偏置电流来改变FSS的谐振特性。在此主要是对加入的有源器件对有源FSS结构的谐振特性产生的影响进行分析,并给出其仿真结果。通过仿真结果来分析有源FSS用于电磁兼容的可行性。结果表明,有源FSS用于电磁兼容不仅可行,而且有一定的应用价值。     

二阶双通带频率选择表面的设计与验证

设计了一种具有良好带通性能的二阶双通带高阶频率选择表面(FSS)。该FSS结构是在两层介质板上加载三层金属层。利用仿真软件对FSS结构进行计算,并加工实验样件并测试。结果表明:这种三层FSS具有二阶双通带性能,它的3 dB通带分别为10.26~12.24 GHz和16.61~17.49 GHz,两通带平稳光滑,中心插损小,且对不同角度、不同极化方式入射的电磁波保持很好的稳定性。     

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。     

频率选择表面大范围角度入射时稳定中心频率的方法

在频率选择表面(FSS)的应用中,往往涉及到大范围角度入射的情况,此时中心频率变得不稳定,会随着入射角度的变化而发生漂移。本文针对此问题,在TE波大范围角度入射FSS时,提出了一种实现中心频率稳定性的方法。计算结果表明,随着入射角度的变化合理调整电介质的介电常数可以使FSS获得稳定的中心频率。此方法可以应用在曲面FSS上以减小中心频率对角度的敏感性,以球壳上应用的FSS为例,给出了应用模型。     

具有双频段的十字形复合单元频率选择表面

基于模式匹配分析技术,对由2种尺寸不同的十字形单元组合成的十字形复合单元频率选择表面进行了理论分析;利用十字形孔径单元的电场基函数得出十字形复合孔径单元的电场基函数,计算结果表明,这种复合单元频率选择表面具有两个频段,在微波、红外乃至可见光波段上将有广泛的应用.     

基于裂缝谐振环周期结构的频率选择表面

介绍了一种利用裂缝谐振环构成的缝隙型频率选择表面。使用有限元法对这种频率选择表面的电波传输特性进行了全波仿真分析。同时,提出了简单的L-C等效电路模型,并结合巴比涅原理分析预测了这种频率选择表面的谐振频率。分析结果表明,频率选择表面的谐振频率由单元结构决定,受单元周期的影响较小,而且透射波具有沿垂直于裂缝方向的极化选择性。实验测量结果与理论分析吻合。     

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。     

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。     

一种基于交叉I型单元的双频带频率选择表面

双频带频率选择表面的应用中往往需要两个靠得很近的工作频带。采用现有已知的双谐振单元进行设计时要么需要特殊的加工工艺来实现极小的线宽和线距;要么尺寸较大,工作频带与栅瓣之间隔离不够;或者谐振频率与单元几何参数的关系不直观。提出一种用于双频带频率选择表面设计的单元。单元由4个相互交叉的I型贴片构成,两个谐振频率与几何尺寸有直观的对应关系,而且可独立调节。仿真表明:这种频率选择表面在提供两个相互靠得很近的工作频带的同时,大大放宽了在线宽和线距方面对加工工艺的要求,又保持着紧凑的单元尺寸。实物测试数据证实了仿真结果的有效性。     

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。     

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.