加载集总电容频率选择表面等效电路建模

为了提高集总电容加载方形缝隙环频率选择表面(FSS)的设计效率,提出了FSS的等效电路模型,通过FSS单元的几何尺寸和加载电容参数直接计算出频响特性,简化了加载FSS的设计过程。根据等效电路模型设计了谐振频率为2.45 GHz的FSS,理论和实测参数曲线吻合很好。结果表明:该等效电路模型适合于微波低频段集总电容加载方形缝隙环FSS的快速设计与分析。     

小型化宽阻带多层宽带频率选择表面研究

介绍了一种叉指电容加载的小型化周期结构的多层频率选择表面设计,提出了工作带通且具有超宽阻带频率特性的叉指电容加载结构的小型化频率选择表面.阐述了分布参数叉指加载的小型化宽阻带带通频率选择表面的组成结构,分析了这种宽阻带带通频率选择表面的机理.对分布参数叉指电容加载结构的周期小型化频率选择表面,采用了等效电路分析法和三维仿真软件进行了分析和仿真设计,仿真结果具有超宽阻带和带通的频率特性;提出的叉指结构分布参数电容加载的频率选择结构单元具有较好的容差性,在0°～60°不同入射角下具有良好的频率稳定性.根据设计的叉指电容加载的小型化频率选择表面制作并测试了频率特性,实测和仿真结果一致性较好,中心频率为2.4 GHz,阻带为3～39.6 GHz,阻带宽度超过中心频率的16倍.整个阻带内的抑制度大于15 dB,其中3～15 GHz内的阻带抑制度大于40 dB,相对带宽为10%,带内插损小于0.5 dB.     

一种具有良好带通性能的二阶频率选择表面设计与验证

高阶频率选择表面(FSS)具有工作带宽易控制、通带内插损小、带外抑制强、通带边缘上升性和陡降性好等特点。提出并设计了一种具有良好带通性能的二阶FSS。该FSS结构是由2层介质板上加载3层具有圆结构的金属层,最外2层为圆金属贴片,中间一层为开圆缝隙金属层。利用直线法对FSS结构进行分析计算,并加工实验样件对结果予以证实。结果表明:该3层FSS具有二阶单通带的特性,3 dB带宽为4.21 GHz,相对带宽为21％,通带平稳光滑,带内插损小,对不同入射角度、不同极化方式的电磁波保持很好的稳定性。     

基于金属化过孔的三维频率选择表面研究

本文利用加载金属化过孔构建双模谐振器,提出了一种具有小通带比的双频三维频率选择表面(3-D FSS).通过在平行板路径加载金属化过孔,产生了两个传输极点,并且由同轴路径的方槽谐振产生了另外一个传输极点,以及不同路径电磁波相位反相产生了两个传输零点.适当的调整3个传输极点的位置后,实现了一种高频率选择特性、通带比为1.31的双频FSS.此外,通过分析传输零点和极点处的电场分布,阐述了所提出FSS的工作原理.仿真结果显示,所提出的FSS在TE和TM极化、入射角度从0°到45°下均具有稳定的频率响应.     

基于超材料技术的吸波型频选结构设计

提出了一种复合型吸波频率选择表面（absorptive frequency selective surface, AFSS）结构,由超材料吸波体（metamaterial absorber, MA）和频率选择表面（frequency selective surface, FSS）组成.复合型MA由加载电阻的平面型方环结构和立体型双面开口C型环结构组成,吸波频段为4.79～30.57 GHz,具有极化不敏感特性,在斜入射45°内保持稳定吸波. FSS采用了圆环缝隙旋绕结构,通过6次旋绕枝节实现了1.96～2.16 GHz频段内小于1 dB的插入损耗,形成低频通带.二者组合形成的复合型AFSS,能在1.28～1.38 GHz频段内良好透波,4.88～30.58 GHz频段内宽带吸波,实现了吸透波一体的性能.     

一种新型双阻带频率选择表面的设计

提出一种新型双阻带FSS结构。新结构采用圆环贴片与叠加Y环贴片作为基本单元,利用2种贴片单元之间的耦合实现双阻带特性,应用谱域法对新型FSS单元进行分析设计,仿真验证不同角度不同极化方式的电磁波入射时新结构的传输特性,结果表明:该型FSS结构分别在13.4~16.3GHz(Ku波段)和19.3~28.4GHz(K波段)内形成2个-5dB的传输禁带,并且具有较好的角度和极化稳定性。     

基于方同轴的三维频率选择表面的研究

基于双模耦合理论,在原有方同轴频率选择表面(FSS)的基础上,通过引入金属化过孔和耦合缝隙,形成了两种类型的双模谐振器.双模谐振器通过奇偶模耦合效应,产生了两个独立的传输极点,实现了平坦的带通性能.此外,电磁波在传输路径内的反射和路径之间的相位反向产生了多个传输零点,可以用来提高频率选择性.在此基础上,本文设计了宽带外抑制和双频两种带通FSS,并进行了加工测试与分析,其测试结果与高频结构仿真软件(high frequency structure simulator,HFSS)的仿真结果吻合良好,且所提出的两种FSS在不同的极化方式和入射角度下具有稳定的频率响应和较好的频率选择特性.     

一种宽带带通三维频率选择表面设计及分析

基于方形波导结构提出了一种宽带带通三维频率选择表面(3D FSS).所提出的FSS的单元结构由上下端面刻蚀两个相同正方形金属贴片的介质方块和空气方形波导组成,此时每个端面形成了方形槽谐振单元.在电磁耦合作用下,方形槽谐振单元原有单一的谐振模式耦合分裂为奇模和偶模两种谐振模式,由此产生了两个传输极点,从而形成了一个平坦的二阶通带,且通带3 dB相对带宽为25.12%.通过等效电路模型,阐明了该FSS的工作原理.仿真结果显示:在TE和TM两种极化方式下,以0°到45°角度入射时所提出的FSS具有稳定的频率响应.此外,该3D FSS还具有相对较小的单元结构.     

具有超宽防护带的低剖面能量选择表面

文章提出了一种具有超宽防护带和低剖面的能量选择表面（Energy selective surface,ESS）。利用PIN二极管的开关特性来实现其自适应状态转换功能。当入射波功率较低时,二极管截止,该ESS表现为带通频率选择表面（Frequency selective surface,FSS）,允许入射波通过;当高功率微波（High-power microwave,HPM）入射时,PIN二极管导通,ESS可将HPM反射从而实现超宽带防护。利用全波仿真对该ESS的结构进行了优化,仿真结果显示,当入射波功率较低时,其通带的-3 dB带宽为640 MHz,在中心频率4.36 GHz处的插入损耗为0.01 dB。当HPM入射时,其防护带相对带宽达到200%,实现了超宽带防护。此外,该ESS还具有良好的入射角度稳定性和极化不敏感性。     

宽带频率选择表面带阻滤波器的优化设计

现代通信需要宽带频率选择表面(Frequency Selective Surfaces,FSS)滤波器的应用.利用六边形阵列良好的宽带特性,设计了一款带宽达到7 GHz以上的多层FSS滤波器结构,设计采用优化算法差分进化(differential Evolution,DE)算法,谱域矩量法用来分析FSS结构的频率响应,仿真结果显示该结构具有良好的角度和极化稳定性,为高带宽的通信需求提供了数据参考.