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。     

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...     

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。     

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。     

一种具有双吸收带的频率选择特性吸波器

提出了一种三维的具有双吸收带的频率选择传输(AFST)结构,该结构由嵌有片式电阻器的金属条和平行板波导结构嵌套组成,可以实现吸收-传输-吸收的特性,即在通带两侧各有一个吸收带,且具有每个吸收带包含2个反射零点宽带性能。推导了该结构的等效电路模型研究设计理念,并通过仿真得到了在斜入射情况下性能仍然可以保持稳定的结果,验证了所提出等效电路模型的有效性和所设计的AFST结构的频率选择特性。     

电阻贴片频率选择表面(FSSR)的吸波性能研究

对电阻贴片频率选择表面(FSSR)的吸波性能进行了研究.将传统FSS的导体贴片用电阻贴片代替,制备了由不同尺寸、电阻的FSSR与不同厚度介质层构成的单层吸波材料.在以Agilent 8720ET矢量网络分析仪为核心的弓形法测试系统中,在2GHz～18GHz频率范围内测量了材料的反射率.结果表明:电阻贴片频率选择表面较Salisbury屏有更宽的吸收频带,其单元贴片尺寸、单元贴片电阻以及介质层的厚度都对吸波材料的反射率有明显的规律性影响,但与单一的Salisbury屏和传统的FSS明显不同,并采用传输线理论对其吸收机理进行了分析.     

频率选择表面谐振特性在玻璃钢结构吸波材料中的应用研究

研究了频率选择表面(FSS)的谐振特性对玻璃钢(FRP)结构吸波材料吸波特性的补偿提高作用。为了提高FRP在8~11 GHz频段内的吸波特性,利用有限元法仿真设计了圆环孔径型以及双方环贴片型两种不同图形样式的FSS,并用自由空间法对其谐振特性进行了测试,最后利用FSS谐振特性对FRP在8~11 GHz频段内的吸波特性进行了补偿优化。结果表明,利用FSS在对应频段内的谐振特性,能够将FRP在8~11 GHz频段内的反射率全频段降至–10 dB以下,从而大幅度提高了FRP的雷达吸波特性。这为玻璃钢结构吸波材料的隐身化研究开辟了一条新的途径。     

一种宽带吸波的隐身天线罩设计

传统的吸波材料无法使天线同时满足工作带外隐身和工作带内透波的特殊要求。文中结合传统吸波材料的吸波特性和频率选择表面的滤波特性,提出了一种超材料的宽带吸波的隐身天线罩。利用超材料的谐振叠加特性,设计出宽带人工吸波结构。采用阻抗匹配技术进一步提高天线在工作频带内的透过率,并提高天线带外的吸收率。通过调节超材料吸波体的尺寸,构造了一种Ku 频带透波、高于Ku 频段吸波的超材料天线罩,在保证天线带内正常通信前提下,可减小天线带外的雷达散射截面,提高机载天线的隐身性能。     

频率选择雷达吸波体研究进展

近年来频率选择雷达吸波体(FSR)受到了越来越多的关注,不同于传统的频率选择表面(FSS),FSR能够吸收带外具有威胁性的电磁波,同时无耗透射带内需要的电磁波。因此,采用FSR设计而成的雷达天线罩覆盖在雷达前方并不会影响雷达的正常工作。FSR在军事应用上具有很大的潜力,可以用来减少雷达散射截面(RCS)并提升隐身性能。文章介绍了FSR的国内外研究现状,针对现有FSR类型的部分缺失,提出一类新型的带吸型FSR并给出对应定义,在此基础上研究了一系列具有不同性能面向不同应用的带吸型FSR。     

一种新型可调谐宽带吸波器的设计

设计了一种新型可调谐且极化不敏感的宽带吸波器。采用了全波仿真方法对该吸波器的吸收率、电场图和表面电流图进行了计算, 并探讨了结构参数z、y 和入射角度啄对吸波器电磁波吸收特性的影响。研究结果表明, 该吸波器在12.17 ~14.19 GHz 频域的吸收率达到90% 以上, 通过激励不同的等离子体谐振区域不但可以改善其吸收特性, 实现吸波器的宽带吸收, 而且还能获得可调谐的吸收频谱。改变结构参数z 和y 可以在拓展吸收带宽的同时使吸收频域发生移动; 且该吸波器具有较好的角度稳定性。     

一种新型双频微带反射阵的设计

设计了一种新型双频微带反射阵.该反射阵采用上层为Ka波段阵面、下层为X波段阵面的双层结构,阵列单元由圆与圆环组合单层结构构成.在此基础上,分别选择圆环贴片型和方环缝隙型频率选择表面作为上下两层阵面的接地板,并与传统导体接地板反射阵作比较分析.仿真结果表明:采用频率选择表面作为接地板,不仅使反射阵天线获得较好的双频辐射特性,同时可有效地降低两个阵面之间的相互影响.     

超宽带宽角极化不敏感的电路模拟吸波材料设计

传统的电路模拟吸波材料设计只考虑正入射时的吸波性能,当入射角较大,尤其是大于30°时,雷达吸波器的吸波效果明显恶化。随着现代双站雷达探测技术的发展,雷达探测电磁波可能来自不同的空间方向,这就要求雷达吸波材料不仅在电磁波正入射时具有较高的吸波性能,在斜入射时同样实现良好的隐身特性。为此,该文提出了一种新型的宽带吸波材料。...     

一种双频能量选择表面的设计

文中提出了一种能在两个工作频段对高功率微波进行自适应防护的双频能量选择表面,它由两个分别加载了二极管和集总电容的开口谐振环构成,在C 波段(5. 4~6. 0 GHz)和S 波段(2. 6~2. 8 GHz)各产生一个信号通带。当入射波的场强超过设定阈值时,二极管被谐振环上的感应电压导通,使得谐振环的谐振状态发生变化,两个信号通带自动关闭,从而屏蔽高功率微波。通过表面电流和电场分布阐述了设计思路和工作原理。采用PCB 工艺制作了样件并分别在弱场和高功率辐照下进行了传输系数的测量实验。仿真和实验结果具有良好的一致性,表明双频能量选择表面在两个信号通带的插入损耗均小于1 dB,防护效果大于15 dB(其中C 波段的信号通带内防护效果大于25 dB),能对高功率微波进行有效防护。     

糖果型电阻膜宽带超材料吸波器的设计

提出了一种糖果型电阻膜宽带超材料吸波器。该吸波器的单元结构采用电阻膜-介质-电阻膜结构,其中顶层电阻膜为糖果型, 介质层由多种材料叠加而成, 介质层材料从顶至底依次为PET、FR-4、PMMA 和PET。CST 软件仿真结果表明本吸波器吸收率的峰值可达100%,吸收率超过99% 的频带宽度约为2.5 GHz, 超过90% 的频段能够完全覆盖X 波段, 部分覆盖Ku 波段,相对带宽为70%。随着电磁波入射角度的变化, 吸收峰所对应的中心频率稳定, 能够实现对相应频段的完美吸波,并且具有宽带吸波特性。     

吸波频率选择结构研究进展及其在天线中的应用

雷达作为通讯系统中不可或缺的收发器件,在外来电磁波照射下,会成为具有极大雷达散射截面（RCS）的强散射源,严重恶化通讯平台的隐身性能。吸波频率选择结构（AFSS）作为一种吸-透/吸-阻一体式周期性人工电磁结构,能够正常传输/反射工作频带内电磁波,高效吸收带外无关电磁波,有效缩减双站/多站RCS,在电磁防护和电磁隐身方面具有巨大的应用前景。该文梳理了三种类型AFSS（带通、带吸、带阻）的国内外研究现状及作者团队在该领域的主要研究成果,归纳和总结了这三类AFSS的设计方法。在此基础上,讨论了AFSS在天线中的应用,展望了AFSS的发展趋势,旨在为电磁防护和电磁隐身的相关设计提供思路和指导。     

圆孔形FSS对复合材料吸波效能的影响

利用拱形法对制备出的由频率选择表面(FSS)和两层吸波材料组成的夹层复合结构吸波材料的吸波效能进行了测试,研究了频率选择表面对复合吸波材料吸波效能的影响.结果表明:频率选择表面的加入改变了吸波材料的工作频段,拓宽了吸波材料的带宽,并且频率选择表面单元尺寸和电磁波入射角度不同,对其吸波效能的影响也不同.     

双频陷波可调的超宽带天线

该文提出了一种双频陷波可调谐超宽带天线。此天线基于圆形贴片天线,通过在接地板上刻蚀"工"字型缝隙改善了超宽带特性;随后,通过在辐射单元表面刻蚀"C"字型缝隙,实现了超宽带天线的双陷波特性。为了满足实际通信需求,又在"C"字型缝隙上引入可变电容技术得到双频陷波的可调谐特性。最后搭建了天线测试平台。实验测试结果与仿真结果相符,且此天线具有良好的全向辐射特性。     

双频频率选择表面及其在微带天线宽带RCS减缩中的应用

该文设计了一种风车形双频带阻型频率选择表面(FSS) ,并将其加载到双频微带天线地板,实现宽带雷达散射截面(RCS)减缩。风车形FSS每一角都由两个相差90的半方环组成,通过电偶极子谐振和风车FSS高次模谐振实现双频阻带。仿真和实测结果表明,将该FSS单元加载到双频微带天线地板后,在5.20 GHz处,天线E面、H面前向增益基本保持不变;在10.41 GHz处,天线E面、H面前向增益提高了1.8 dBi;同时,天线单站RCS在1.0~16.8 GHz宽带内减缩效果明显,其中x极化波下最大缩减量达到28.3 dB, y极化波下最大减缩量达到36.2 dB。     

一种基于接收天线阵列的宽带吸波层设计

提出了一种基于宽频带天线设计吸波层的方法.根据接收天线与吸波结构工作原理的相似性,选取了一种磁电偶极子宽频带天线为原始模型,以吸波层的吸波原理为理论依据,对宽频带接收天线进行改进,并运用HFSS软件对其几何参数进行仿真与优化,得到了一种厚度薄且吸波频段宽的吸波层.加工与测试结果表明:6×6单元吸波层10 dB吸波带宽为1.54~3.31 GHz,相对带宽为73%,其厚度低于工作频段中心频点自由波长的1/9.由于所设计的吸波层结构具有对称性,它可以工作在双极化条件下.