频率选择表面

摘要： 为满足具有稳定传输特性的低剖面、宽带频率选择表面(Frequency Selective Surface,FSS)结构的需求,提出了一种基于复合耦合型结构的宽带FSS结构。基于相邻周期子单元间相位-振幅的相互调制作用,建立新型宽带FSS的物理模型。采用全波数值仿真方法分析新型宽带FSS的电磁传输特性,以及扫描角度对其电磁传输特性的影响。最后,采用印刷电路板技术制备500 mm×500 mm的实验样件,并利用自由空间法测试其传输特性。实验结果表明:该结构具有稳定传输的宽频带特性,其-3 dB带宽为8.85 GHz,阻带顶部平坦、边缘陡直性较好,具有较好的入射角度稳定性。相邻周期子单元间相位-振幅相互调制作用理论为展宽FSS工作带宽提供了新方法,基于该方法设计的新型宽带FSS结构具有潜在的工程应用价值。

摘要： 为解决现有的微波吸波体不能同时具有低面密度和高吸收率的问题,提出了一种电阻式闵可夫斯基环频率选择结构(RMLFSS)。RMLFSS整体厚度为6.6 mm,面密度不超过0.678 kg/m^(2)。RMLFSS有三层,分别是电阻频率选择表面(RFSS)、PMI泡沫板和金属地面。RFSS由打印在PI薄膜上的闵可夫斯基环阵列构成,每个单元上加载8个贴片电阻。仿真结果表明正入射下,在4.7~16.75 GHz范围内,RMLFSS的反射系数小于-10 dB,分数带宽为112.4%,对应90%的吸收率,在5.8~15.95 GHz范围内,反射系数小于-15 dB,吸收率为96.8%。实测结果与仿真结果吻合较好,验证了设计的有效性。

摘要： 超表面在调控电磁波的极化、幅值和相位等方面具有极大的优势。针对天线带外低散射的现实需求,通过复合极化旋转超表面和频率选择表面,调节极化旋转单元的响应厚度,实现了兼具高效极化旋转反射和同极化透波窗口的超表面设计。利用几何相位仅对交叉极化波有响应的特性,进一步通过棋盘阵列排布,在透波窗口的两侧实现低散射特性,其中透波带10.0~11.0GHz插损低于1dB;在4.5~7.5GHz和12.0~17.0GHz频带内实现低散射特性,RCS缩减接近10dB。仿真和实验结果表明:文中所提出的超表面设计方法和架构具有宽带的RCS缩减特性和低插损透波特性,在隐身天线罩中具有潜在的应用价值。

摘要： 目前,频率选择表面(Frequency Selection Surface,FSS)作为一种空间滤波器,在军事领域得到广泛应用,因此对其电磁特性的研究具有重要意义。结合时域有限差分(Finite Difference Time Domain,FDTD)法和外推法各自的优点,采用FDTD法和外推法相结合的混合算法来计算周期性结构FSS的反射系数。通过引入Floquet定理且综合考虑FSS的周期边界、吸收边界等条件,建立三维计算模型,并对其进行计算。结果表明,在相同精度条件下,该混合法相对仿真软件显著提高了计算速度且减少了占用计算机内存,可为后续FSS的电磁特性研究提供重要的参考依据。

摘要： 频率选择表面(FSS)可实现对特定频率电磁波的选择性透过或反射。为适应武器装备表面及电磁环境的日益复杂化,需要开发可重构的柔性化FSS,以实现谐振频率的可调节、可开关及与复杂曲面的共形。本文分析了FSS重构的基本原理,综述了现有可重构FSS的制备手段,包括通过加入集总二极管、改变周期单元结构和尺寸及材料电磁参数等。结合现有柔性纺织基FSS的多尺度结构及灵活多变的织造技术,指出依托纺织加工手段制备的频率选择织物可兼具易共形、可重构和机械强力,并具有多尺度的灵活可调特征,是柔性基FSS的未来发展方向。

摘要： 首先设计了由优异阻抗匹配的匹配层和高损耗的吸收层组成的磁性衬底,其次通过中间添加一层优化的频率选择表面调节其在不同工作频段的损耗和阻抗匹配,进而实现宽带薄层高效吸收。结果表明,所开发设计的吸波体具有极其优异的吸波性能,在厚度为2.5 mm时,其反射损耗峰在3.5~17 GHz均达到−10 dB,有效吸收带宽为13.5 GHz;相比于传统的单层吸波体,其损耗性能和阻抗匹配明显改善。因此,通过设计由磁性衬底和频率选择表面组成的超材料吸波体更有利于获得宽带薄层雷达吸波体,对于解决当前高端电子设备和先进武器装备所急需的高效吸波体提供了切实可行的解决方案。

摘要： 为减少使用的有源元件数量,本文提出了一种新型的基于有源频率选择表面的波束扫描天线。该天线由简单的单极子天线和10列频率选择表面组成,其中单极子天线作为辐射源放置在频率选择表面所构成的圆柱中心位置。通过控制所加载PIN二极管的工作状态,可将重新配置天线波束。整个天线尺寸为0.35λ_(o)×0.35λ_(o)×0.98λ_(o)(λ_(o)是自由波长)。实测结果表明,所设计的波束扫描天线的工作频率为2.45GHz,主波束可以实现在整个水平面的扫描,扫描精度为36°,并且天线在整个工作频段内的增益都大于6dBi,峰值增益是7.95dBi。该波束扫描天线可用于智能通信系统中。

摘要： 本文介绍了一款基于多层频率选择表面的宽频带折叠传输阵天线。该天线包含上层加载线极化栅的平面传输阵面、下层宽带极化扭转反射表面以及平面微带贴片阵列馈源。首先,提出并设计了一款加载线极化栅的三层双环传输阵单元,它可以反射一种线极化波,同时透射另一种与之正交的线极化波。其次,设计了一款宽带反射型极化扭转单元,它可以把一种线极化波扭转为与之正交的另一种线极化波。由于线极化栅和反射型极化扭转单元的存在,上层传输阵面与下层极化扭转反射阵面之间的距离缩减为等效馈源与平面传输阵之间距离的三分之一。最后,加工制作该折叠传输阵。实测结果显示,该天线获得了7%的1-dB增益带宽,天线在中心频点21 GHz处获得了最大增益23.8 dBi,辐射效率为39%。

摘要： 针对现有的能量选择表面往往对入射角度比较敏感或频率选择特性不理想的情况,设计一种角度不敏感的带通能量-频率选择表面。该表面包含3层金属屏;上下两层为方形金属贴片和接地金属化过孔,中间层为刻蚀耶路撒冷十字缝隙,上下两层金属贴片与金属化过孔间有PIN二极管连接,最后通过仿真验证了该方法的有效性。

摘要： 为了探究针织物基频率选择表面(FSS)的频响特性,设计和制备了高通型针织物基频率选择织物,在微波暗室里测试与分析了其电磁传输特性。结果表明:纬编针织物基FSS呈现出明显的高通低阻特性。纬编针织物的放置方向不同,电磁波的极化方式不同,对电磁波的频响性能存在差异。随着导电纱含量的增多,对电磁波的屏蔽能力增强,织物透气性增加;织物对电磁波的屏蔽能力随着密度的增加而增强,但织物透气性降低;随着电磁波入射角的增大,射入织物的电磁波分量降低,透过织物的电磁波减少。由以上研究可知,通过设计针织物的结构和织造参数,改变电磁波的极化方向和入射角,可以调整针织物基FSS的频响特性,在保证穿着舒适的前提下,实现对电磁波的选择性屏蔽与透过。

摘要： 介绍一种在两层磁性材料之间嵌入频率选择表面的薄层复合吸波结构的宽带吸收特性.频率选择表面由金属方环阵列和低耗介质板构成,其上层、下层磁性材料为不同电磁参数的羰基铁复合物.不加频率选择表面的传统磁性吸波材料若想在宽带取得良好的吸收效果,需要较大的厚度和面密度,导致其应用范围受限.引入频率选择表面能够增强复合吸波结构的吸收频带,并有效减薄吸波结构的厚度.在阻抗匹配条件下,电磁能量主要通过金属单元的欧姆损耗和底层磁性材料的磁损耗进行吸收.为了验证该复合吸波体的吸波性能,在电磁仿真软件HFSS15.0上搭建模型,而后根据仿真结果对结构参数不断进行优化.最终的仿真结果表明,复合吸波材料厚度为2mm,2GHz处反射率可达-5.5dB,在3.4G～9GHz频段反射率为-10dB,在9G～18GHz频段反射率依旧达到-8dB以下.而无频率选择表面的复合吸波材料,在同等条件下,虽然峰值吸收率较大,但在12GHz以上吸波性能快速恶化,难以满足宽带吸波的要求.因此,含频率选择表面的复合吸波体具有吸收频带宽的优势,具有广泛的应用前景.

摘要： 本文提出了一种基于频率选择表面的宽带宽角扫描缝隙阵天线.该相控阵天线采用缝隙天线作为基本辐射单元,并在上方添加频率选择表面作为宽角匹配层,实现良好的阻抗匹配.该天线可以实现在E面0°到80°范围内扫描,电压驻波比(VSWR)小于3的阻抗带宽达到5.54∶1,而在H面0°到45°范围内扫描的电压驻波比小于3的阻抗带宽达到5.12∶1.

摘要： 近年来,汽车和无人机防撞雷达技术发展迅速,应用于K波段的天线、天线阵以及相应的天线罩也得到大量研究.本文基于频率选择表面(Frequency Selective Surface,FSS)技术,设计了一款工作频段为24-25GHz的天线罩,其具有良好的空间滤波特性和较小的插入损耗.该FSS设计采用两层介质基底和三层周期性结构金属层耦合而成,具有设计简单、加工容易和使用方便等优点.通过仿真分析,该FSS天线罩传输系数对于水平极化波(TE波)和垂直极化波(TM波)均较好,具有良好的极化不敏感特性,对于倾斜60度入射波,性能良好,具有一定的角度稳定特性.频率选择表面天线罩可以提升天线工作性能,降低非工作频段耦合和电磁干扰,缩减雷达散射截面,在汽车和无人机防撞雷达通信中具有一定的应用价值和市场潜力.

摘要： 本文设计了一种工作在8.5～11GHz频段及35.5～37.5GHz频段上的双层双频带频率选择表面结构.根据该FSS的物理结构建立了其等效电路模型,该模型的上层可视为一个容性面,下层可视为感性面.利用CST软件对所设计模型进行仿真分析,仿真结果与所给出的电路模型得到的结果可以很好地拟合.通过分析仿真结果得知,该结构在所需的X波段及Ka波段内均有良好的频率选择特性.第一通带由感性面与容性面耦合实现,第二通带通过单元间电容和下层十字形结构形成的等效电感谐振实现.本文所设计FSS结构单元尺寸很小,相对于第一谐振点9.63GHz不足1/5波长,介质板厚度为0.1mm.

摘要： 频率选择表面是一种特殊的空间周期结构,具有滤波,极化旋转等作用,是一种发展中的人工电磁材料.本文设计了一种omega结构,首先使用经典电磁理论对omega型阵列单元进行电磁分析,然后将该单元二维周期延拓,得到omega型频率选择表面,并使用HFSS对2～3GHz电磁波入射进行仿真.仿真结果表明对于入射角在0～60°内,频率在2.3～2.9GHz之间,此频率选择表面有极化旋转和透波效果,且满足相对带宽大于15％,起到了偏振滤波的作用.

摘要： 本文提出了一种基于波导的新型频率选择表面(3-D FSS),它的每个周期单元由方形同轴线构成,可提供两条传输路径和三个谐振模式.该结构具有多传输零极点特性,可以用于设计具有陡峭频率选择特性的带通FSS.采用等效电路建模来分析该3-D FSS,并且在等效电路中应用合成渐近的方法推导出方同轴特性阻抗和端口电容的实用公式,这些公式的准确性很高(最大误差小于2％)且具有明确的物理意义.

摘要： 本文主要采用基于工程测量技术的数值计算方法计算有限大频率选择表面(FSS)的反射系数.该计算方法利用仿真软件Feko中的多层快速多极子算法得到散射参数,以此计算反射系数,并研究有限大FSS在不同规格大小、不同弯曲程度以及有无柔性介质基底的情况下,反射系数的变化规律.仿真结果表明,在平面的情况下,不论单元间藕合强度的大小,7*7大小的有限大FSS可以近似地代替相应的无限大FSS的反射系数的计算结果.在此基础上,研究了FSS的圆柱弯曲,并与不同情况进行了比较.

摘要： 飞行器隐身技术是提高飞机平台武器系统生存、突防和提升纵深打击能力的有效手段,而雷达隐身材料结构新技术是未来飞行器隐身的主要技术支撑.本文介绍了雷达隐身材料结构新技术,主要涉及频率选择表面技术、超材料技术、超表面技术等现代隐身技术,部分隐身新技术已成功应用于国内外先进飞机隐身设计中.展望未来,雷达隐身材料结构隐身技术具有“薄、宽、轻、强”等技术特点,智能材料技术和多频谱隐身材料是未来雷达隐身材料结构隐身技术的发展方向.

摘要： 液晶的介电各向异性随着电压改变的特性给提供了一种FSS的调谐机制.本文将利用液晶材料的调谐机制,设计一种基于液晶的新型可调谐双层FSS.该设计通过改变液晶单元的电压来改变前和后FSS层之间的电容,液晶单元周期性地位于前和后FSS金属层之间的电容性结点处.利用这一方法,可以使用很少的液晶实现可调谐性,从而降低介电损耗并降低材料成本.

摘要： 为了实现高性能的滤波响应,本文提出了一类新型基于缝隙单元的三维多模频率选择结构.首先,本文以传统2D“十字”缝隙型频率选择表面及其级联结构为例,阐述了2D频率选择表面在结构、性能上的优缺点.为了进一步改善滤波性能,分别提出了基于均匀缝隙单元、阶梯阻抗缝隙单元、多模吸波式缝隙单元的3D频率选择结构.该类型频率选择结构可基于传输线理论进行分析,在设计频段内可产生多个谐振模式而展现出高性能滤波响应,故在微波毫米波频段具有良好的应用前景.

摘要： FSS单位元件(21)具有：多个导体(31～34)，其从元件中央部朝向外侧延伸；以及电路元件(41)，其在元件中央部与多个导体(31～34)连接，以比该多个导体(31～34)的数量少的数量配置。

摘要： 本发明公开了一种频率选择表面单元、频率选择表面及频率选择方法，包括：第一电磁偶极子天线和第二电磁偶极子天线；第一电磁偶极子天线设置于第二电磁偶极子天线的上方，且通过背靠背的方式连接，以形成间距小且具有双极化的紧耦合天线；第一电磁偶极子天线包括：第一电偶极子天线和第一金属柱；第一电偶极子天线和第一金属柱固定连接；第二电磁偶极子天线包括：第二电偶极子天线、第二金属柱以及地板结构，第二电偶极子天线和第二金属柱固定连接；本发明通过设置自带电偶极子特性的宽带天线，在不增加天线厚度和额外电路结构的情况下实现天线的电偶极子特性，从而使得频率选择表面具有低厚度、高选择性以及宽带的特性。

摘要： 本发明公开了基于滤波天线的频率选择表面单元，包括第一滤波天线、第二滤波天线、金属柱和地板；通过将金属柱的一端安装于第一滤波天线、另一端安装于第二滤波天线，并且将金属柱穿过地板上设置的第三开孔，从而使得第一滤波天线、地板以及第二滤波天线依次设于金属柱上；通过第一滤波天线、第二滤波天线以及地板上设置相应的凹槽，利用滤波天线的辐射零点和/后滤波天线的馈电电路产生频率选择表面的带外传输零点，进而提高频率选择表面的选择性和整体性能，解决了现有技术中采用增加耦合路径以及谐振器等生成频率选择表面的传输零点时导致频率选择表面的整体剖面加大、结构复杂以及加工难度大等问题。本发明还公开了基于滤波天线的频率选择表面。

摘要： 本发明提供了一种频率选择表面、频率选择表面结构及天线罩，频率选择表面由周期排列的缝隙型单元组成，任意缝隙型单元由正多边形环与位于正多边形环内部的正多边形贴片复合而成，且两者共中心且具有相同的边数，正多边形环的任意环边内侧均设置有相同的网纹结构，任意网纹结构包括多个“V”字图案并间隔设置在环边内侧，其开口方向还不朝向环边设置；“V”字图案与其相邻的“V”字图案的臂均不相交；靠近两条环边的交点设置的两条环边内侧的“V”字图案的其中一条臂相交于一点，且两条环边内侧的“V”字图案的相交的臂与两条环边围成的结构为实心金属结构。本发明的方案能够在X、Ku、K、Ka、U波段的宽频带范围内实现连续透波特性。

摘要： 本发明公开了一种频率选择表面单元、频率选择表面及频率选择方法，包括：第一电磁偶极子天线和第二电磁偶极子天线；第一电磁偶极子天线设置于第二电磁偶极子天线的上方，且通过背靠背的方式连接，以形成间距小且具有双极化的紧耦合天线；第一电磁偶极子天线包括：第一滤波天线和第一金属柱；第一滤波天线和第一金属柱固定连接；第二电磁偶极子天线包括：第二滤波天线、第二金属柱以及地板结构，第二滤波天线和第二金属柱固定连接；本发明通过将第一电磁偶极子天线和第二电磁偶极子天线设置为自带滤波特性的宽带天线，在不增加天线厚度和额外电路结构的情况下实现天线的滤波特性，从而使得频率选择表面具有低厚度、高选择性以及宽带的特性。

摘要： 本申请实施例提供了一种频率选择表面单元、频率选择表面结构及终端设备，频率选择表面单元包括：第一介质基板；第二介质基板，与第一介质基板相对设置；液晶层，设置于第一介质基板与第二介质基板之间；第一频率选择表面层，设置于第一介质基板上；第二频率选择表面层，设置于第二介质基板上。本申请实施例基于液晶层的可调性，通过设置第一频率选择表面层和第二频率选择表面层实现频率选择表面单元在带通模式和带阻模式之间的调节，无需引入额外的集总元件，液晶层同一侧的频率选择图案层和控制线层均设置于同一介质基板上，走线灵活，从而具有较高的集成度。

摘要： 本发明公开基于折叠波导腔的频率选择表面单元，包括入射窗口、折叠波导腔、第一金属层、第二金属层和出射窗口；通过将传统的矩形波导腔进行折弯形成折叠波导腔，使得折叠波导腔、第一金属层、第二金属层形成频率选择表面单元，通过将折叠波导腔应用于频率选择表面单元中，在保证电磁波传输总路径不变的情况下，使得频率选择表面单元的厚度变薄，降低了频率选择表面的结构剖面，提高了频率选择表面的整体性能。本发明还公开了基于折叠波导腔的频率选择表面。

摘要： 本发明公开了基于滤波天线的频率选择表面单元，包括第一滤波天线、第二滤波天线、金属柱和地板；通过将金属柱的一端安装于第一滤波天线、另一端安装于第二滤波天线，并且将金属柱穿过地板上设置的第三开孔，从而使得第一滤波天线、地板以及第二滤波天线依次设于金属柱上；通过第一滤波天线、第二滤波天线以及地板上设置相应的凹槽，利用滤波天线的辐射零点和/后滤波天线的馈电电路产生频率选择表面的带外传输零点，进而提高频率选择表面的选择性和整体性能，解决了现有技术中采用增加耦合路径以及谐振器等生成频率选择表面的传输零点时导致频率选择表面的整体剖面加大、结构复杂以及加工难度大等问题。本发明还公开了基于滤波天线的频率选择表面。

摘要： 本发明提供了一种频率选择表面、频率选择表面结构及天线罩，频率选择表面由周期排列的缝隙型单元组成，任意缝隙型单元由正多边形环与位于正多边形环内部的正多边形贴片复合而成，且两者共中心且具有相同的边数，正多边形环的任意环边内侧均设置有相同的网纹结构，任意网纹结构包括多个“V”字图案并间隔设置在环边内侧，其开口方向还不朝向环边设置；“V”字图案与其相邻的“V”字图案的臂均不相交；靠近两条环边的交点设置的两条环边内侧的“V”字图案的其中一条臂相交于一点，且两条环边内侧的“V”字图案的相交的臂与两条环边围成的结构为实心金属结构。本发明的方案能够在X、Ku、K、Ka、U波段的宽频带范围内实现连续透波特性。

摘要： 本发明一种具有正反射梯度相位的频率选择表面单元，包括设置在顶层的介质基板；介质基板下层间隔一定距离耦合连接有双层单元板；双层单元板包括第一单元板和第二单元板；第一单元板设置在第二单元板的上层；单一单元板表面上设置有金属矩形贴片与环状栅格；金属矩形贴片设置在环状栅格的内部；第二单元板表面设置有十字型金属贴片，本发明采用简单结构的FSS层与介质层的级联结构，使得覆层结构能够在更宽的频率范围内具有正梯度反射相位，从而保证Fabry‑Pérot谐振腔天线在提高增益的同时保证具有宽频带特性。