AFSS吸波器高加速寿命试验可靠性评估

针对有源频率选择表面(AFSS)吸波器高加速寿命试验(HALT)前期退化增量为零场合的可靠性评估问题,提出一种基于步进加速累积损伤等效原理的评估方法。首先,引入Arrhenius、逆幂律加速模型与时间等效理论,将HALT试验中的步进退化量数据等效为基准条件下的退化量;其次,采用Wiener过程模型建立了AFSS吸波器的可靠性模型,采用极大似然法求解似然函数获得模型中的参数估计值;最后,利用求解似然函数得到的参数估计值,建立AFSS吸波器的寿命分布。根据实际产品的HALT试验数据对该方法进行了应用验证,结果表明,该方法相较于未处理退化增量为零问题模型,能够有效定量评估AFSS吸波器的HALT试验数据,其可靠性满足实际工程需求。

AFSs-RBF神经网络模型在轻亚黏土地震液化判别中应用研究

以自适应模糊系统AFSs为基础,运用径向基高斯函数RBF所建立的AFSs-RBF神经网络模型能够同时容纳模糊系统的推理功能和自适应性,动态调节隐节点数即模糊规则数,具有广泛的适用性.将这种模型应用于轻亚黏土地震液化评价中,选择震中距、上覆有效应力、黏粒含量、标贯击数、地下水位、循环应力比等6个与地震和场地条件有关的影响因子作为网络输入参数,对于轻亚黏土场地的液化势判别具体地建立了模糊神经网络模型AFSs-RBF.以唐山7.8级地震中天津某地区的轻亚黏土液化数据为训练样本,经验证和应用表明,这种AFSs-RBF网络具备更高的自适应性和非线性映射能力.

一种基于AFSS的可重构天线设计

针对5G智能天线双频工作,提出一种基于有源频率选择表面(active frequency selective surface,AFSS)的可重构天线,该天线由蝶形频率可重构馈源和八棱柱形AFSS构成,馈源采用的是共面波导方式馈电的蝶形单极子.AFSS由对称弯钩状缝隙的周期结构构成,通过PIN二极管进行加载,使得AFSS能够在3.4~3.6 GHz和4.8~5.0 GHz两个5G频段互为反射模式和透射模式.利用AFSS对馈源天线激励的电磁波进行空间调控,可实现两个频段的全向和定向波束的切换,也可实现水平面波束扫描.根据仿真设计的天线模型进行设计加工和实际测试,结果表明:该天线的工作频段可以覆盖以上两个频段,低频定向波束增益为7.6 dBi,高频定向波束增益为8.6 dBi;并且能实现高/低频双波段切换、全向/定向波束切换和水平面内360°波束扫描功能.该天线具有波束切换灵活、功耗低、造价低等特点,在新一代无线通信系统中具有一定的应用价值.

基于AFSS的吸波性能可调的微波吸收体

从传统的Salisbury屏结构出发,设计了一种由半圆和三角图形组合而成的频率选择表面(FSS)单元,随后将PIN二极管与FSS图形相结合,制得了一种AFSS吸波结构体。利用电抗加载方式对该结构体进行了仿真,并在微波暗室下对实物进行了测试。结果表明:测试结果和仿真结果变化趋势相似。在2～8 GHz内,结构体吸收峰从–4 dB到–16 dB动态可调;而在8～18 GHz内,–8 dB以下的结构体吸波带宽从1 GHz到5 GHz动态可调。

AFSS反射器双脉冲周期间歇调制方法

针对无源电磁调控中目标模拟样式单一且灵活性欠缺的问题,利用有源频率选择表面(active frequency selective surface,AFSS)电磁散射特性可调且不主动辐射电磁波的特性,提出了一种AFSS反射器电磁散射状态切换的双脉冲周期间歇调制方法。构建了AFSS反射器的双脉冲周期间歇调制信号模型,分析了调制信号的特点。通过理论推导,研究了AFSS反射器对雷达线性调频信号回波匹配滤波结果的影响。最后进行了仿真验证,结果证明了所提方法的有效性和可行性。该方法增加了控制参数维度,调制样式更为丰富,应用于雷达目标模拟时可以提高其可变性和灵活性。

基于新型超材料单元的双阻带AFSS设计

设计了一款新型嵌套三角形环超材料单元,利用NRW近似法验证了该单元在S、C波段内的超材料性能。通过对新型超材料单元结构进行排列得到了嵌套三角形环频率选择表面(FSS),其能够在C波段内产生单阻带,谐振频率为4.16GHz,-20dB阻带的频率范围为4.13~4.19GHz,并具有最大为70°的入射角稳定性和极化稳定性。在FSS单元间加载变容二极管构成了具有双阻带特性的有源频率选择表面(AFSS),改变变容二极管的电容值。该AFSS的高频和低频阻带的谐振频率和阻带带宽都发生了变化,达到了电磁特性的动态调节,具有良好的适应性。

电磁调控角反射器的散射特性研究

角反射器是一种宽角域的常见无源干扰设备,常被用于保护关键目标.但传统金属角反射器特性固定,需借助新型电磁材料实现角反射器的特性优化.有源频率选择表面(adaptive frequency selective surface,AFSS)是在单元间加载一系列可变有源器件而构成的具有可调电磁特性的新型结构.为拓展角反射器的适用范围、分析电磁材料角反射器的散射特性以更好地保护关键目标,本文设计了一种基于单面AFSS的电控角反射器,并仿真计算分析了该电控角反射器的散射特性.仿真结果表明设计的电控角反射器的散射特性可灵活调控,即不同偏置电流下AFSS单元可对入射电磁波能量产生不同反射效果;同时验证了该电磁调控角反射器的宽角域特性,其调控角域在方位向、俯仰向均大于60°,实现了基于无源散射体的宽角域实时调控效果.相较于传统角反射器和平面电磁材料,所设计电控角反射器兼具实时调控性和宽角域特性,拓展了角反射器的应用场景和适用范围.

宽频带吸波/反射状态可电控切换龙伯透镜反射器设计

本文对传统的龙伯透镜反射器采用有源频率选择表面(active frequency selective surface,AFSS)技术进行电磁结构的设计,用具有吸波/反射可切换的AFSS龙伯透镜反射器代替金属反射板,达到对入射电磁波的反射强度和雷达散射截面(radar cross section,RCS)大小可调、工作状态可切换的主动型龙伯透镜反射器.仿真结果表明,在X波段内,设计的新型龙伯透镜反射器可实现吸波/反射功能的可切换以及单站RCS可调,大小相差约8 dB.通过对龙伯透镜AFSS反射器进行实物加工与测试,测试结果和仿真结果较为吻合,实现了龙伯透镜反射器在一定频段内工作状态切换和RCS可调.

有源频率选择表面在龙伯透镜反射器RCS控制中的应用

本文设计了一种有源频率选择表面(active frequency selective surface,AFSS),利用该AFSS组成7×7的阵列取代龙伯透镜反射器上的金属反射板,可以调控龙伯透镜反射器的雷达散射截面(radar cross section,RCS)。通过仿真验证AFSS处于透射状态时龙伯透镜反射器未增强RCS,而处于反射状态时,龙伯透镜反射器增强约20dB的RCS。另外,通过设计调节PIN二极管的通断主动切换AFSS的透射和反射状态。

吸波频率选择结构研究进展及其在天线中的应用

雷达作为通讯系统中不可或缺的收发器件,在外来电磁波照射下,会成为具有极大雷达散射截面(RCS)的强散射源,严重恶化通讯平台的隐身性能。吸波频率选择结构(AFSS)作为一种吸-透/吸-阻一体式周期性人工电磁结构,能够正常传输/反射工作频带内电磁波,高效吸收带外无关电磁波,有效缩减双站/多站RCS,在电磁防护和电磁隐身方面具有巨大的应用前景。该文梳理了三种类型AFSS(带通、带吸、带阻)的国内外研究现状及作者团队在该领域的主要研究成果,归纳和总结了这三类AFSS的设计方法。在此基础上,讨论了AFSS在天线中的应用,展望了AFSS的发展趋势,旨在为电磁防护和电磁隐身的相关设计提供思路和指导。

先进火力支援系统/SPATR发动机一体化设计——约束分析与任务分析

通过导弹/发动机一体化设计的计算,验证了SPATR发动机在先进火力支援系统(AFSS—Advanced Fire SupportSystem)中的可用性。利用飞航导弹/涡扇发动机一体化设计思路,建立了AFSS/SPATR发动机一体化设计的约束分析和任务分析模型,并给出了算例和分析。简述了AFSS任务剖面和约束条件的给定、导弹的质量组成及SPATR发动机模型。对AFSS的约束分析和任务分析计算结果表明,建立的AFSS/SPATR发动机一体化约束分析与任务分析模型合理可行;采用SPATR的AFSS具有超音速飞行能力(H=3～5 km,Ma=1.8),比采用固体火箭发动机的导弹航程更远,并具有盘旋待机能力。

颤振主动抑制系统开环模型的进一步降阶及其参数摄动

运用保留模态法对颤振主动抑制系统(AFSS)作了进一步降阶处理,并用最小二乘拟合法得到了降阶模型的参效摄动误差表达式。数值算例表明,对选定的计算项目,本文给出的降阶模型和参数摄动误差表达式,在AFSS的参数摄动范围内,与全阶模型非常接近,可用来进行AFSS其它项目设计和分析。

多功能有源频率选择表面

基于开关型有源频率选择表面(AFSS)的波束可重构天线,通过电感性金属网栅表面平行和垂直两个方向周期嵌入PIN二极管电控微波开关,得到了一种多功能AFSS设计结构,该结构不仅能够实现通带开关功能,而且还能够实现极化分离功能。采用等效电路模型进行分析,并利用谱域法给出了每组PIN管不同偏置情况的FSS频率响应特性,结果表明:当两组二极管同时导通可在TE、TM极化时实现大于8GHz频段的全透射高通滤波功能,当两组二极管同时截止可在TE、TM极化时实现9.3GHz频点的全反射带阻滤波,而仅一组导通时在9.3GHz具有TE、TM极化分离器的功能。该结构可方便地调整偏置电压控制二极管通断,为复杂电磁环境下应用的FSS提供新的设计思路。

Design of double-layer active frequency-selective surface with PIN diodes for stealth radome

An experimental double-layer active frequency-selective surface（AFSS） for stealth radome is proposed. The AFSS is a planar structure which is composed of a fixed frequency-selective surface（FSS）, a PIN diodes array, and a DC bias network. The AFSS elements incorporating switchable PIN diodes are discussed. By means of controlling the DC bias network, it is possible to switch the frequency response for reflecting and transmitting. Measured and simulated data validate that when the incidence angle varies from 0°to 30° the AFSS produces more than-11.5 dB isolation across6–18 GHz when forward biased. The insertion loss（IL） is less than 0.5 dB across 10–11 GHz when reverse biased.

一种基于有源频率选择表面的可调吸波体特性分析

[目的]周期结构吸波体可有效吸收入射电磁波并降低目标反射特征。提出一种基于有源频率选择表面(AFSS)的微波吸收体,通过加载PIN二极管,实现对吸波体频带范围的动态调控。[方法]首先,利用电磁仿真软件CST研究吸波体结构的可调控特性,探究PIN二极管等效电阻随偏置电流变化时吸波体反射率改变的情况;然后,采用多反射干涉理论分析多层结构中电磁波传播反射的特性,确定理想吸波情况下不同路径电磁波的幅度和相位条件;最后,加工实物样件在微波暗室进行测试和验证。[结果]结果表明,加载PIN二极管后,吸波体反射率随之改变,且在2.5~9.1 GHz频带范围灵活可调。[结论]研究成果在武器装备电磁隐身设计方面具有一定应用价值。

基于Altair FEKO的有源频率选择表面隐身天线罩RCS研究

频率选择表面(Frequency Selective Surface,FSS)隐身天线罩是天线罩发展的新阶段,但仍存在无法"带内隐身"的缺陷。性能可重构的有源频选(Active FSS,AFSS)可通过外加偏置人工调节其滤波性能,通过"时域隐身"实现天线罩在全频段的隐身,为未来隐身提供新思路。本文基于Altair FEKO软件,首先设计了一款工作于C波段且具备良好滤波性能的AFSS,其在关闭状态下保持带通特性,而在打开状态下切换为屏蔽特性。对应于AFSS的透明与不透明两个状态,分别对内部含天线的介质天线罩和金属天线罩的后向单站RCS进行仿真对比,通过结果分析可知,AFSS能使天线罩带内的天线强镜面反射RCS至少降低10d B,且在±60度入射角范围的单站RCS都保持在较低的水平,均低于-10d B。

自动化飞行服务站云计算中心体系架构设计

从我国通用航空发展现状出发,分析了自动化飞行服务站的业务需求。基于云计算技术设计了自动化飞行服务站云计算中心体系架构,提出了实现我国通用航空飞行云服务的关键技术。该中心的构建可提高资源的可用性和利用率,提升应用的灵活性和扩展性,增强业务的可管理性和运营的性价比,保障了我国通用航空飞行的安全、高效和有序。