频率选择表面在天线及微波技术中的应用

随着电磁波传播控制技术的快速发展,频率选择表面（FSS）凭借其独特的空间滤波特性正成为关注和研究的热点。目前,FSS已经在电磁领域获得了广泛应用。文中首先阐述了FSS的发展现状,然后论述了FSS在天线及微波技术领域中的应用,最后对FSS的发展前景进行了展望。     

对一种双波带可重构频率选择表面的简化

分析了一种加载PIN二极管的可重构频率选择表面[1]的谐振特性,在保证其谐振特性不变的情况下提出了一种简化结构,并通过CST仿真和等效电路的方法对其进行了验证.与原有设计相比,该简化结构节省了制作成本,易于设计等效电路,同时也对频率选择表面的小型化设计具有重要启发.     

陶瓷尖劈内腔频率选择表面的制备及表征

目前在陶瓷基材料频率选择表面的制备方法有很多,但在大长径比狭窄陶瓷深腔内壁制备金属涂层微细结构的工艺研究较少。基于导电银浆涂覆工艺和内表面激光加工技术,在石英纤维增强二氧化硅复合材料（SiO2f/SiO2）尖劈内腔制备耐高温FSS结构,并对其进行性能表征。结果表明,〖JP3〗金属涂层的厚度为12.08 μm,常温和800 ℃的电导率为1.57×107 S/m和1.496×107 S/m,附着力达到0级,微细结构的尺寸精度为0.193 2 mm。     

一种宽带带通三维频率选择表面设计及分析

基于方形波导结构提出了一种宽带带通三维频率选择表面(3D FSS).所提出的FSS的单元结构由上下端面刻蚀两个相同正方形金属贴片的介质方块和空气方形波导组成,此时每个端面形成了方形槽谐振单元.在电磁耦合作用下,方形槽谐振单元原有单一的谐振模式耦合分裂为奇模和偶模两种谐振模式,由此产生了两个传输极点,从而形成了一个平坦的二阶通带,且通带3 dB相对带宽为25.12%.通过等效电路模型,阐明了该FSS的工作原理.仿真结果显示:在TE和TM两种极化方式下,以0°到45°角度入射时所提出的FSS具有稳定的频率响应.此外,该3D FSS还具有相对较小的单元结构.     

高选择性三通带三维频率选择表面的研究

提出一种双极化、高选择性的三通带三维频率选择表面(3D FSS).该3D FSS单元结构由四层方形介质筒组成,提供一个平行板波导(PPW)路径和三个方同轴波导(SCW)路径.由于每个SCW路径中两个相同短SCW谐振单元的电磁耦合,由SCW路径端面方形槽提供的原有单一谐振模式分裂为奇模和偶模谐振模式,产生了两个传输极点,由此形成了一个二阶通带,因此三个SCW路径能实现三个二阶通带.此外,由于不同路径之间的电磁波相位反相叠加产生了多个传输零点,提高了该FSS的频率选择性.为了解释该3D FSS的工作原理,研究了传输零极点处的电场矢量分布.仿真结果显示,所提出的3D FSS在横向电场(TE)和横向磁场(TM)极化模式下以0°到60°角度入射时具有稳定的频率响应,同时该3D FSS具有小通带比和较小的单元尺寸.     

一种具有良好带通性能的二阶频率选择表面设计与验证

高阶频率选择表面(FSS)具有工作带宽易控制、通带内插损小、带外抑制强、通带边缘上升性和陡降性好等特点。提出并设计了一种具有良好带通性能的二阶FSS。该FSS结构是由2层介质板上加载3层具有圆结构的金属层,最外2层为圆金属贴片,中间一层为开圆缝隙金属层。利用直线法对FSS结构进行分析计算,并加工实验样件对结果予以证实。结果表明:该3层FSS具有二阶单通带的特性,3 dB带宽为4.21 GHz,相对带宽为21％,通带平稳光滑,带内插损小,对不同入射角度、不同极化方式的电磁波保持很好的稳定性。     

基于钛酸锶钡陶瓷的宽带频率选择表面设计

设计了一种基于钛酸锶钡陶瓷的新型宽带频率选择表面,其基本单元尺度为亚波长,按照三角晶格进行排列。通过调节单元的共振频率,实现了三个共振模式耦合而形成宽带工作的阻带。模拟结果表明,电磁波在0°入射的时候,频率选择表面的带宽为7.8 GHz。当钛酸锶钡陶瓷的相对介电常数由115降低到85时,阻带带宽可以增大到8.7 GHz。该设计具有良好的宽带特性,在电子对抗和隐身领域具有重要的军事价值。     

小型化双频带阻频率选择表面的设计

提出了一种具有双频特性的小型化带阻频率选择表面(Bandstop Frequency Selective Surface,BS-FSS)结构,通过调节所提出单元的结构参数可以实现对BS-FSS谐振频率的独立控制,在此基础上,设计了一款工作在3.84GHZ和6.67GHz的BS-FSS。仿真结果表明:所设计的BS-FSS的相对带宽分别为57.8%和12.9%,并且在工作频段内,对TE波和TM波均具有较好的极化、角度稳定度。此外,在相同介质条件下,设计的BS-FSS单元物理尺寸为7 mm×7mm,相比于传统的FSS单元,整体尺寸减小了56.9%,小型化优势显著。     

双阻带小型化频率选择表面的设计

设计了一种通过加载电容和增加电长度的方法实现小型化的双阻带频率选择表面。这种频率选择表面单元具有双周期结构,从而实现了双阻带特性。在十字单元结构之间加载集中电容,可以大大降低单元结构的串联谐振频率,实现S及C波段的带阻特性;金属短线的扭曲结构则通过增加电长度提高等效电感,得到Ku波段的带阻特性。仿真结果表明：对不同角度入射波该结构保持了十分稳定的传输特性,同时由于良好的对称性,该结构对平面波的2种模式——TE及TM模式传输特性基本相同，验证了通过加载电容和增加电长度实现小型化的方法,对FSS的设计具有很好的参考价值。     

圆孔与三极子组合单元频率选择表面研究

应用谱域法分析了圆孔与三极子组合单元频率选择表面(FSS)的频率响应特性。分析了组合单元的结构参数、电磁波极化和入射角度对其稳定性的影响。研究结果表明,该组合单元的频率响应特性曲线具有明显的两个阻带和一个通带,且具有良好的极化稳定性和角度稳定性。在结构参数中,圆孔大小对频率响应特性曲线的位置影响较大,极子长度对传输带宽影响较大,而极子宽度影响较小。通过单元结构参数调整,可获得良好的宽带传输和陡峭下降边缘特性,实现相临波段信号分离和多波段通讯。该结构FSS可应用于卫星通讯、雷达罩及其他相关领域。     

一种具有高稳定度的新型小型化频率选择表面

提出了一种小型化的带阻型频率选择表面（FSS）新单元。这种新单元通过将方环内的部分分为四个对称区域,并在每个区域内增加三角螺旋结构来增加单元的谐振长度,从而实现了FSS单元的小型化。仿真和实测的结果表明,这种FSS的单元长度相比波长节省了近90%,同时对于以不同角度和极化方式入射的波具有极好的稳定性,适合在实际有限空间内的应用。     

吸波建筑材料的研究及应用进展

简述了目前吸波建筑材料在民用建筑防微波反射及辐射、计算机安全、军事、微波暗室等方面的应用情况。并对国内外吸波建筑材料的研究进展及发展趋势进行了综述。     

新型变形开口方环频率选择表面圆极化器的分析与仿真

基于开口方形环频率选择表面(FSS),设计一款新型圆极化器,将线极化波转换为圆极化波.在圆极化器中加入串联双H型耦合枝节,利用有限元仿真软件Ansoft HFSS对圆极化器参数进行仿真和优化.结果表明:3 dB轴比的圆极化器带宽达到25.6%,其中,870~1 080 MHz频带内轴比都小于2 dB,S_2,1都维持在-1.7 dB以上,圆极化器对馈源天线几乎不存在影响;相比于传统圆极化器,设计的圆极化器具有工作频带宽、结构层数少、模型简单及性能稳定等优点.     

一种新型双阻带频率选择表面的设计

提出一种新型双阻带FSS结构。新结构采用圆环贴片与叠加Y环贴片作为基本单元,利用2种贴片单元之间的耦合实现双阻带特性,应用谱域法对新型FSS单元进行分析设计,仿真验证不同角度不同极化方式的电磁波入射时新结构的传输特性,结果表明:该型FSS结构分别在13.4~16.3GHz(Ku波段)和19.3~28.4GHz(K波段)内形成2个-5dB的传输禁带,并且具有较好的角度和极化稳定性。     

准三维频率选择表面的矢量模式分析

本文采用矢量模式法求解含多层介质和周期性金属贴片的准三维频率选择表面的散射特性.对于偶极子贴片结构给出了例算结果,其中单层情况的计算结果与近期文献提供的数据符合得很好.