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.     

介质加载对频率选择表面传输特性影响的实验研究

通过实验测试,从介质厚度、加载方式以及各参数对入射角的敏感性等方面,初步探讨了介质加载对频率选择表面(Frequency selective surfaces,简称FSS)传输特性的影响．结果表明,介质加载使FSS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传输特性对入射角的稳定性．     

含电磁双各向异性介质衬底的FSS特性分析

运用谱域Galerkin法对含电磁双各向异性介质衬底的频率选择表面(FSS)进行了分析,概述了算法的基本实现过程,直接以Maxwell方程为基础,逐步推导出该周期结构中的谱域格林函数.文中在衬底介质参数的变动下,对一系列FSS反射系数进行了有效计算,计算结果表明了介质衬底的电磁各向异性特性对FSS频率选择特性的影响.     

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缩小传输曲线谱振区的深沟。     

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。     

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。     

平面FSS阵列的一维截断效应

基于互导纳法进行有限频率选择表面(FSS)计算分析,研究狭缝阵列一维截断时磁流分布、散射方向图及传输特性的变化,考察了单元列数、入射角等因素的影响.与无限平面阵列相比,截断导致边缘单元磁流分布起伏,部分频率产生表面波,散射方向图波束展宽且副瓣电平升高,功率透射系数发生变化,仅谐振频率和传输带宽与无限平面阵列基本相同.     

基于FSS 的双频高增益微带天线

设计并制作了一种基于双屏FSS(Frequency Selective Surface)部分反射表面的双频高增益微带天线。该FSS 结构是在介质板上下表面分别刻蚀两条方环形金属带,通过调节金属带的宽度,实现频比(Frequency Ratio,FR)达到2 的双频谐振,且在5. 12 ~5. 31GHz 和10. 08 ~10.84GHz 频带内反射相位曲线斜率为正(一般的为负),反射系数模值都在0. 86 和0. 82 以上。将FSS 以覆层的形式放置于双频微带天线上方,相当于增加了双频天线的辐射口径面积,有效改善天线的辐射性能。仿真和实测结果表明:与原始双频微带天线相比,加载双频FSS 覆层后,新天线的增益得到了提高,在5.22GHz 和10. 43GHz 处,天线鼻锥方向增益分别提高了4. 8dB 和5. 1dB。     

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。     

天线频选罩的隐身特性研究

针对在军工装备上日益重要的雷达天线频率选择表面(frequency selective surface, FSS), 分析了FSS雷达散射截面积(radar cross-section, RCS)的特征, 以及和金属表面RCS的区别, 并澄清了产生这种差异的内部机理, 为改善FSS天线罩以及类似腔体的RCS提供了理论指导和解决问题的思路和方法.首先从理论上分析了覆盖频选表面的雷达腔RCS的产生机理, 然后用全波严格仿真算法计算了不同雷达腔RCS的数据, 并结合内部场图认证了前面的理论分析结论.理论和仿真分析表明, 频选带外的高反射特性并非像金属表面那样完全反射电磁信号, 必须考虑频选天线罩的透射和罩内的腔体效应导致的电磁波能量聚集和二次辐射, 这些因素对覆盖频选雷达腔体的RCS产生很大的影响.最后, 提出了一种利用吸波材料减少腔体谐振效应和能量汇聚从而改善频选罩RCS的方法, 取得了良好的效果, 在大部分频段, 该方法使RCS改善达10 dB以上.     

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.     

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。     

利用3/2 维分形方形的频率选择表面的特性研究

：以方形结构FSS 为基础,利用3/2 维分形方法,设计了一种新型的频率选择表面,利用CST 进行仿真,并将结果与Y 分形结构进行对比,对其特性进行分析。结果表明：新型频率选择表面有多个频带,且具有较好的传输特性、角度稳定度和频率稳定度,可实现天线多频复用的应用。     

含各向异性介质衬底频率选择表面的直线法分析

运用直线法对一以单轴各向异性介质层为衬底的频率选择表面(FSS)进行了分析,考虑到介质层的各向异性,文中对直线法的常用方式作出了一定的修改,并详细介绍了整个方法实现过程。最后,对几套不同介电参数的FSS进行了计算,考虑了介质衬底的各向异性对FSS电磁特性的影响。     

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。     

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。     

一种实现微型频率选择表面通带开关的方法

微型频率选择表面（MEFSS）基于感性表面（金属栅格）与容性表面（间隔的金属环形贴片）之间的耦合机制实现带通滤波功能。采用全波分析矢量模匹配法精确计算了耦合介质的相对介电常数εr、厚度d对MEFSS传输特性的影响：εr由3.5变为2时中心频点高漂2.8GHz,d增加0.4mm时中心频点往低频漂移1.4GHz且透过率降低2.6dB。由此可见,通过控制耦合介质厚度能够实现MEFSS通带开关的功能：当耦合介质厚度增加1mm时通带中心频点透过率降低8.173dB。在覆铜的聚酰亚胺膜上复制光刻制备感性表面、容性表面并分别置于0.2mm、1.2mm厚泡沫板两侧采用自由空间法测试了其传输特性。计算与实验结果均表明：通过控制耦合介质厚度变化能够实现MEFSS通带开关的功能,为实现有源FSS提供一种新的方向。     

电控开关型频率选择表面研究*

提出了一种电控开关型频率选择表面,在频率选择表面(FSS)周期单元上加载PN二极管,当二极管施加偏置电压时,频率选择表面对电磁波不透过.零偏置电压时,频率选择表面对电磁波透过.对样件实测结果表明,80％以上的透过带宽达到5％,隔离大于15dB.该电控开关型频率选择表面具有耐高功率、重量轻、剖面低、可靠性高等特点,可用于电磁兼容和智能天线罩.     

双波段频率选择表面复合材料的性能研究

以三阶正十字分行贴片旋转45°得到的图形为基本周期单元,设计了一种新型周期图案的频率选择表面(FSS)。将FSS和聚甲基丙烯酰亚胺泡沫复合制备得到双波段频选复合材料,通过对频率选择表面尺寸和泡沫厚度的设计,研究了其在1～18 GHz内的电磁波插损。研究结果表明,当FSS厚为12 μm,边界宽为30 μm,两侧泡沫厚为5 mm时,双波段频率选择超材料在特定的频段内电磁波插损的实验值和仿真值基本一致,即在2.5~35 GHz及8.5~11 GHz频段内,90%频点插损值小于0.9 dB;随着电磁波入射角的偏移,带内插损值增大,有效带宽减小。