频率选择面空间应用研究

主要论述频率选择面(FSS)的空间应用。在对多种形式的FSS散射特性进行分析计算的基础上,选择了一种圆环FSS阵列,在C/Ku,S/Ka等频段上进行了数值分析和试验验证,获得满意结果。单层FSS的反射带宽在Ka频段达到17％,此带宽内0°～45°入射角实测的TE、TM波反射损耗最大值约为0.3dB;各个入射角或极化情况的中心频率理论计算值与实测偏差一般为1％～2％;试验样品所采用的材料及工艺均考虑了空间应用要求。

一种用于可调谐频率选择面的液态金属可重构电容器

提出了一种新颖的基于液态金属的可重构电容器,该器件可应用于可调谐频率选择面。这种可重构电容器由一对金属贴片和微流体管道组成。微流体管道包含聚二甲基硅氧烷(PDMS)材料制成的主管道(用于控制液态金属)和与其共面的子管道(用于储存盐酸溶液)。由于PDMS具有良好的渗透性,在子管道中的盐酸蒸汽可以通过管道壁渗透进入主管道,并和液态金属上的表面氧化层反应,使之呈现真正的流体特性。液态金属液滴可以在管道道中自由的移动。最后,基于这种液态金属的微流体平台,开发了一种可应用于可调谐频率选择面的可重构电容器件。其调谐性主要取决于主管道中液态金属液滴的位置和形状。实验结果表明,这种基于液态金属的可重构电容器可以广泛的应用于可调谐电子器件之中。

曲面型频率选择面的设计与测试

主要介绍了适合空间应用的曲面型频率选择面的设计。在现有2m口径C波段单收站天线的基础上,设计了一个口径为300mm的C/Ku曲面型频率选择面并进行了测试。结果表明该曲面型频率选择面达到了预期的效果。

超快激光微孔加工技术在频率选择面制造中的应用

频率选择面作为准光学馈电系统的关键频率器件,其传输特性直接关系到整个准光学馈电系统的性能。针对馈电系统中的频率分离方案,设计了一种基于小孔阵列的准光型频率选择表面结构,用于有效分离54 GHz和183 GHz的频率信号;并利用飞秒激光微制造技术加工了有效孔径150 mm的钛合金圆柱孔阵列频率选择面,通过对准光学馈电系统样机的传输特性的实验测试,显示了飞秒激光加工群孔优良的一致性,验证了飞秒激光加工大尺寸频率选择面的有效性和可行性。

基于金属孔径和介质柱的陡截止频率选择结构设计

基于频率选择表面(FSS)的透波/隐身天线罩是实现天线带外雷达散射截面缩减的有效措施,提出一种基于金属孔径和介质柱混合结构的高通透波频率选择结构,实现了带内低损耗透波和带外陡截止滤波。随着电磁波入射角度增大,文中提出的FSS仍具有良好的截止性能。研究了频率选择结构厚度对传输性能的影响,随着厚度增加,带外电磁波的截止更加陡峭。优化设计了一种在19.30 GHz~25.80 GHz频段透波的频率选择结构,在0°~45°入射角度范围内,该结构的透波损耗小于0.54 dB;在P-18 GHz频段内,对任意角度入射的双线极化电磁波的截止高于-8.67 dB。该新型FSS基本可满足透波/隐身罩对P-18 GHz宽频段雷达电磁波,及雷达任意角度照射情况下的截止需求。

基于电容加载的频率选择表面传输特性研究

设计了圆环形缝隙有源频率选择表面(FSS)结构,研究了多种电容加载方式对圆环形缝隙FSS结构传输特性的影响。研究表明:单侧加载电容比无加载电容带宽更窄、中心频点低,随着电容值的增加,中心频点向低频移动;双侧加载电容比单侧加载带宽较窄、中心频点低;双侧加载不同电容值其带宽和中心频点在单侧加载与双侧加载相同电容值之间。

S/X波段频率选择副反射面的设计与测试

频率选择表面在多频段反射面天线设计中获得广泛应用。简述了频率选择副反射面的工作原理。介绍了用模式匹配法分析设计频率选择副反射面的方法。给出了某工程应用的S/X波段4.2m天线频率选择副反射面设计例子。简述了频率选择副反射面的测量方法程序,并给出了S/X波段4.2m天线频率选择副反射面的测试结果。结果表明:频率选择副反射面的传输系数和反射系数满足工程设计要求。

宽带大功率频率选择表面设计

频率选择面可在开放空间将不同频段的电磁波分开,为反射面天线系统实现多频共用提供一种有效方法。文中研究了矩形孔全金属频率选择结构的传输特性,将阵列天线的周期理论用于指导频率选择结构设计,通过优化设计得到一种在Ka频段透波的宽带大功率频率选择副面。基于该频率选择结构的副反射面可用于Ka频段大功率波束波导天线系统中,实现天线系统的收发共用。文中仿真分析了该副反射面对天线系统的影响,并对矩形孔径副反射面进行了加工和插入损耗测试。实测结果显示,在27.5GHz~31GHz频段内,该大功率副反射面对圆极化电磁波的插入损耗小于0.65dB,具有宽带低损耗的优点,满足现代大功率天线系统多频共用需求。

太赫兹天线器件制造工艺技术研究

在太赫兹波段,天线器件的特征结构尺寸已达到亚毫米量级,且加工精度要求极高,制造工艺能力的提升对于天线技术的发展尤为必要。以我国未来新型遥感载荷的研制需求为例,重点介绍了太赫兹天线系统前端喇叭馈源、频率选择表面、极化栅网等关键馈电器件的制造工艺技术研究进展,针对器件精细结构的尺寸加工要求,给出相应合理可行的工艺技术方案,并对可行性进行了充分的论证与说明,研究成果可为后续同类型天线产品的研制提供有益的工程经验和技术支持。