FSS对TE极化波传输特性的实验研究

通过实验测试,从单元的尺寸、形状、介质加载以及各参数对入射角的敏感性等方面,初步探讨了频率选择表面(Frequency Selective Surfaces,简称FSS)对TE波的传输特性.结果表明,FSS的谐振频率主要由单元的尺寸和形状确定;介质加载使得FSS平板的谐振频率降低;加载不同厚度的介质对FSS的透波率和谐振频率影响不同;对称加载介质能提高FSS的传输特性对入射角的稳定性.     

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3~5?m和8~12?m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。     

单层带通FSS结构中空气间隙的影响

以狭缝阵列为例,利用模匹配法计算分析,并结合实验,针对即贴型频率选择表面(FSS)与介质板复合结构中的空气间隙进行研究.结果表明,空气间隙对FSS结构的传输特性影响与介质厚度和空气间隙大小密切相关.合空气间隙时谐振频率比无空气间隙时向高处漂移.空气间隙的厚度达到一定值后,传输特性随空气间隙厚度周期性变化.在同一周期中,传输特性的变化幅度取决于介质厚度.基于研究结果提出了隐身屏蔽罩概念,为大入射角下低损耗FSS天线罩的应用提供了新思路.     

对称双层FSS的传输特性分析

应用模匹配方法,研究了关于中心层面对称的双层频率选择表面(FSS)的传输特性。讨论了各介质层厚度改变对频率选择表面频响特性的影响,指出通过修正双层FSS的有关介质参数,可以有效地改善传输带宽的稳定性并缩小传输曲线谐振区的深沟。     

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.     

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。     

基于电容加载的圆环缝隙频率选择表面研究

 介绍了一种新型小型化频率选择表面（FSS）,在圆环缝隙周期单元表面加载电容以缩小FSS尺寸,并引入法拉第笼结构以消除单元间的干扰. 对这种加载FSS进行了数值仿真和分析,提出了一种适用于1~4GHz频段的电容加载FSS谐振频率经验计算式,并在此基础上设计研制了谐振频率为2.45GHz的加载FSS,其物理尺寸仅为传统FSS的百分之三十四,仿真和实测结果表明该FSS具有谐振频率稳定、对入射波入射角不敏感、对TE、TM极化一致性好等优点.     

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。     

双屏频率选择表面中间电介质层对传输特性的影响规律

应用模式匹配分析技术,研究了中间加载电介质层的双屏Y孔单元频率选择表面(FSS)的电磁波传输特性.讨论了中间电介质层介电常数、厚度以及传输损耗值对双屏FSS结构的中心频率、传输带宽及传输损耗的影响规律.计算结果表明,双屏FSS中间加载的电介质层可以优化传输特性.     

频选雷达罩电性能的基本问题及解决方法

频率选择表面(FSS)雷达罩技术是新一代战机实现隐身的重要途径。基于目前国内外FSS研究和实践的结果,从FSS的基本要素出发,对FSS雷达罩电性能设计涉及的谐振频率、带宽、栅瓣等基本问题进行了分析、研究、梳理和归结,针对雷达罩入射角和入射波极化变化的情况,对FSS如何增加频带宽度、实现谐振频率与带宽的稳定性、避免栅瓣对RCS的影响等提出了应对办法,指出FSS单元选择、设计小尺寸单元并将它们紧凑排列以及正确地进行介质加载是获取优良电性能的关键。     

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。     

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。     

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...     

双层频率选择表面的优化设计

为了使双层缝隙型频率选择表面在大角度入射时具有更小的传输损耗,利用带通滤波器的原理为双层FSS建立传输线等效模型,确定了层间的最佳距离。介质的不同加载方式及不同的介电常数都会对双层FSS的频率响应有较大影响,同时,两层传输曲线的耦合方式会影响频率响应曲线中心的传输损耗。仿真结果表明,在层间距离一定的情况下,介质厚度越薄,介电常数越小,频率响应曲线中心的传输损耗也越小。同时,增大通带带宽可以改善双层FSS在大角度入射时的通带中心凹陷程度。     

“十”字环形缝隙阵频率选择表面的频率特性研究

本文用模匹配法分析了任意角度平面波入射时分析一般单元缝隙阵频率选择表面的频率响应性。这里考虑的ＦＳＳ是一零厚度无限大平面阵。问题的 解是以Ｆｌｏｑｕｅｔ 定理为基础。通过匹配ＦＳＳ表面的切向场分量获得的。     

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。     

新型FSS缝隙阵列结构的分析与仿真设计

提高传输特性一直是频率选择表面( FSS)缝隙阵列设计的主要方向.由于介质加载而引起栅瓣干扰则是设计过程中难以回避的问题.针对综合提高带通型频率选择表面阵列的带宽、陡截止性、极化和角度不敏感性等传输特性,通过数值计算和仿真分析设计了特性良好的外侧保护层厚度为0.3 mm,介质材料相对介电常数为1.5,夹层介质厚度为4....