一种低频段小型化带通频率选择表面天线罩设计

具有陡峭截止性能的带通型频率选择表面(Frequency Selective Surface,FSS)在低频段天线设计中有重要应用需求,而传统带通型FSS设计在低频段存在单元尺寸过大和散射栅瓣等问题。为此,提出了一种低频段小型化的带通型FSS天线罩。该结构通过多层非谐振型FSS级联而成,并采用介质加载和FSS单元交叉曲折等小型化设计技术,使其具有S频段二阶带通空间滤波特性,相对带宽达到25%。同时,FSS单元尺寸减小至1/16λ0（λ0为中心工作波长）,天线罩电厚度约为1/20λ0 。基于带通FSS的等效电路模型,给出了详细的FSS单元小型化设计过程,完成了该S频段小型化二阶带通型FSS天线罩实物样件加工和传输特性测试工作,测试结果与全波仿真结果吻合较好。     

多层介质频率选择表面的等效电路分析方法

基于数值仿真计算和微波网络理论,提出了一种多层介质中频率选择表面(FSS)等效电路的分析方法.该方法物理过程直观,计算量小,适用于二维任意形状FSS等效电路的精确求解.以方形贴片型FSS为例验证了等效电路模型的准确性,并分析了多层介质对其等效电路参数的影响规律.最后,基于滤波器理论与FSS等效电路模型设计了双层带通型FSS,计算结果表明全波仿真结果与理论计算结果基本一致,为多层FSS的综合设计提供了一种精确设计方法.     

基于滤波器电路设计多层带通频率选择表面

针对传统多层频率选择表面（frequency selective surface，FSS）的设计存在计算量大、耗时长等问题，提出了一种基于滤波器理论和FSS等效电路设计多层FSS的方法.该方法先由滤波器理论综合得到多层FSS的等效电路，再利用FSS等效电路的反演方法将其电路模型转换成多层FSS的结构参数.物理过程简单直观，可以实现任意层数的高阶FSS的快速精确设计.为了验证该方法的准确性，完成了一种K波段带通型三阶FSS天线罩设计以及实物样件加工、测试.测试结果表明该天线罩的传输曲线与滤波器理论设计结果基本一致，且对天线辐射方向图的影响较小，为多层FSS的精确设计提供了一种精确理论设计方法.     

频率选择表面等效电路的计算与分析

提出一种利用全波数值计算和等效电路理论反演介质中频率选择表面(FSS)等效电路的方法。该方法物理过程直观,适用于任意形状FSS等效电路的精确求解。采用经典方环型FSS,验证该等效电路提取方法的可行性。最后采用该方法研究圆形缝隙型FSS结构尺寸、介质材料以及电磁波入射角对其等效电路参数的影响规律,为后续FSS等效电路研究及快速设计奠定理论基础。