填充介质的厚屏频率选择表面传输特性

为了改善厚屏频率选择表面(FSS)的滤波特性,实现FSS在雷达天线罩上的应用,设计了具有圆孔单元的厚屏FSS结构,并将其单元内填充介质,制备出了相应的实验件。理论分析时,首先建立等效问题;接着用Floquet定理将无限大厚屏FSS上所有阵列单元的场展开为无穷多个平面电磁波;然后在单元边界处强加边界条件;最后用矩量法求解等效的磁场积分方程。在微波暗室测试后,发现测试值与计算值基本一致。结果表明:中心频率的变化主要取决于单元间距、入射角和介电常数等3个参数;其中,当单元间距由30mm增加到36mm,电磁波的入射角由10°增加到30°,填充介质的介电常数由2.5增加到7.0时,中心频率分别减小了2.1,1.5,1.9GHz;另外,单元直径增大使得带宽增加,当单元直径由14mm增加到17mm,带宽增加了1.2GHz。可以看出,改善厚屏FSS的传输特性是多参数优化的问题,如果合理选择填充介质并适当选取其他参数,能够获得理想的传输特性。

圆型厚屏频率选择表面的特性研究(英文)

相对于薄屏频率选择表面而言,厚屏频率选择表面可以通过高精度机械加工手段直接利用金属屏获得,加工方法简单。同时,厚屏频率选择表面具有更高的Q值和较少的介质匹配问题。在设计了一种圆形厚屏频率选择表面的基础上,通过时域有限差分法进行了数值仿真,研究了单元尺寸、单元周期和屏厚度等参数对其传输特性的影响,并通过机械加工方法进行了样件的微波暗室测试对比。结果表明:随着单元周期和屏厚度的增加,工作带宽和中心频点降低;随着单元尺寸的增加,工作带宽增加,但中心频点降低。仿真结果与测试结果规律相一致。

介质对厚屏频率选择表面传输特性的影响

本文设计了圆孔单元的厚屏FSS,采用矩量法进行理论研究和仿真,通过不同厚度的金属屏在介质填充前与填充后的传输特性对比发现:无介质填充时,厚屏FSS具有稳定的中心频率,而带宽随金属屏厚度增大变窄;填充介质后,中心频率随金属屏厚度增大向低频漂移,带宽减小。

排列方式对Y形单元厚屏频率选择表面传输特性的影响

厚屏频率选择表面(TFSS)是在薄屏FSS基础上,通过增加金属屏厚度,构成一种波导单元传输模式的新型FSS,使其具有更好的中心频点稳定性和工作带宽特性。本文通过设计一种Y型单元的TFSS结构,并利用矩量法,研究了单元排列方式对其传输特性的影响。结果表明:TFSS的工作带宽较薄屏FSS的工作带宽大,且随着单元排布紧密程度上升;随着单元排布紧密程度上升,透过率和带宽都呈上升趋势;电磁波正入射较斜入射的工作带宽大,透过率随着单元排布紧密程度上升,而趋于稳定;随着金属屏厚度的增加,透过率和工作带宽都呈减小趋势。

排列方式对Y形单元厚屏频率选择表面传输特性的影响

厚屏频率选择表面（TFSS）是在薄屏FSS基础上，通过增加金属屏厚度，构成一种波导单元传输模式的新型FSS，使其具有更好的中心频点稳定性和工作带宽特性。本文通过设计一种Y形单元的TFSS结构，并利用时域有限差分法（FDTD），研究了单元排列方式对其传输特性的影响。结果表明：TFSS的工作带宽较薄屏FSS的工作带宽大，且随着单元排布紧密程度上升；随着单元排布紧密程度上升，透过率和带宽都呈上升趋势；电磁波正入射较斜入射的工作带宽大，透过率随着单元排布紧密程度上升，而趋于稳定；随着金属屏厚度的增加，透过率和工作带宽都呈减小趋势。

一种圆孔单元厚屏频率选择表面结构的传输特性研究

设计了一种圆孔单元的厚屏频率选择表面(FSS)结构,采用矩量法对该结构的传输特性进行仿真研究.主要研究厚屏FSS在无介质加载条件下,其单元直径、排布周期、电磁波入射角等参数对厚屏FSS传输特性的影响规律.结果发现,厚屏FSS的单元直径、单元间距、入射角对带宽影响较大;而单元直径对中心频率影响不大.

一种介质-金属加载圆孔单元厚屏频率选择表面

厚屏频率选择表面能较好地改善FSS带宽性能,是实现隐身雷达天线罩的有效手段.为了全面掌握厚屏FSS的传输特性,给FSS的工程应用提供可靠依据,本文设计了一种介质-金属加载圆孔单元的厚屏频率选择表面.采用矩量法对此结构进行分析计算,主要研究了加载金属直径、加载介质厚度、电磁波入射角等几个参数对厚屏FSS传输特性的影响规律.仿真实验结果表明:带宽、中心频率及其透过率都对填充介质直径、加载金属直径、加载介质厚度、电磁波入射角和不同排列方式有不同程度的敏感性,可以通过合理调整加载金属直径及加载介质厚度来获得较宽的通带和较高的透过率.这为实现厚屏FSS在曲面隐身雷达天线罩上的应用提供了一种有价值的借鉴.

一种性能稳定的新Y形单元厚屏频率选择表面

厚屏频率选择表面(FSS)能克服双层或多层溥屏FSS级联引起的结构复杂和中心频率透过率容易降低的不利影响,并且在拓展FSS带宽方面具有优势,这使其在曲面隐身雷达天线罩应用方面有潜在的价值.但是,当电磁波以大范围角度入射时,中心频率可能会随入射角度的变化而漂移,而且在大角度入射时不易实现极化稳定性.本文针对此问题,设计了一种新Y形单元厚屏FSS,利用模式匹配法对此结构进行分析计算,并研究TE,TM波入射时角度变化及大角度入射时极化变化对通带带宽、中心频率及其透过率的影响.仿真实验结果表明:新Y形单元厚屏FSS的中心频率在TE,TM波入射时均能实现角度稳定性和大角度入射时的极化稳定性.这为FSS在曲面隐身雷达天线罩上的应用提供了一种借鉴.

频率选择表面天线罩研究现状与发展趋势

由于雷达天线系统自身工作的特点,他必须保证自身雷达波的正常接收和发射,常用的隐身措施无法简单地在雷达天线隐身中获得应用.采用频率选择表面(FSS)技术与天线罩技术相结合形成FSS天线罩,可以使天线罩获得频率选择的功能.即FSS天线罩对雷达的工作频段提供带通的传输特性,同时改变雷达工作频段以外的雷达散射截面(RCS)特性,可以实现带外隐身.本文分析了FSS天线罩制备的基本思路,综述了国内外FSS天线罩在结构设计、制造工艺等方面的研究状况,并从多频FSS天线罩、智能FSS天线罩、厚屏FSS天线罩、微型化FSS天线罩以及各技术的组合等方面对FSS天线罩的发展进行了展望.