資料介紹
1 引言
頻率選擇表面(Frequency Selective Surface, FSS)是由金屬貼片或縫隙構(gòu)成的二維周期性陣列。它對(duì)不同頻率的電磁波有反射或透射特性。例如,縫隙單元的FSS顯高通特性,貼片單元的FSS顯低通特性。因此,可以選擇不同形式的單元來(lái)選取所需頻率的電磁波,即常說(shuō)的FSS具有空域?yàn)V波特性。由于具有如此特性,其應(yīng)用也受到了極大的關(guān)注。主要應(yīng)用有兩個(gè)方面:一是用作副反射器,如圖1所示。置于拋物面焦點(diǎn)處的天線(xiàn)A工作于頻率fA,置于拋物面頂點(diǎn)處的天線(xiàn)B工作于頻率fB。FSS_1與FSS_2傳輸fA,反射fB。由于FSS_1與FSS_2傳輸fA,所以天線(xiàn)A與拋物面構(gòu)成工作在fA的拋物面天線(xiàn)。FSS_1與FSS_2反射fB,所以天線(xiàn)B與用作副反射器的FSS_1和用作擴(kuò)展拋物面口徑的FSS_2構(gòu)成工作在fB的卡塞格倫天線(xiàn)。由此可知,F(xiàn)SS為反射面,多頻工作提供了很好的解決方案,也為降低星載、機(jī)載天線(xiàn)的數(shù)量、重量和安裝空間提供了很好的解決途徑。二是用作天線(xiàn)罩。FSS天線(xiàn)罩能夠在不影響天線(xiàn)工作性能的前提下,降低了天線(xiàn)的雷達(dá)散射截面(RCS),而且與傳統(tǒng)的吸收體相比,具有增加帶寬,減小吸收體厚度等優(yōu)點(diǎn)。
本文針對(duì)FSS在第一方面應(yīng)用,設(shè)計(jì)了一個(gè)對(duì)電磁波的入射角和極化形式都不敏感,而且有較大帶寬和較小帶間間隔的雙屏頻率選擇表面。

圖1 用于副反射器的FSS
2 FSS的分析與設(shè)計(jì)
FSS的頻率響應(yīng)特性主要取決于單元形狀。各種常用結(jié)構(gòu)單元(如圖2所示)的詳細(xì)討論可見(jiàn)文獻(xiàn)[4-9]。它們之間的性能比較如表1所示。由表1可知,方環(huán)單元對(duì)電磁波的入射角不敏感、交叉極化電平低、帶寬寬,而且還能得到較小的帶間間隔。
頻率選擇表面(Frequency Selective Surface, FSS)是由金屬貼片或縫隙構(gòu)成的二維周期性陣列。它對(duì)不同頻率的電磁波有反射或透射特性。例如,縫隙單元的FSS顯高通特性,貼片單元的FSS顯低通特性。因此,可以選擇不同形式的單元來(lái)選取所需頻率的電磁波,即常說(shuō)的FSS具有空域?yàn)V波特性。由于具有如此特性,其應(yīng)用也受到了極大的關(guān)注。主要應(yīng)用有兩個(gè)方面:一是用作副反射器,如圖1所示。置于拋物面焦點(diǎn)處的天線(xiàn)A工作于頻率fA,置于拋物面頂點(diǎn)處的天線(xiàn)B工作于頻率fB。FSS_1與FSS_2傳輸fA,反射fB。由于FSS_1與FSS_2傳輸fA,所以天線(xiàn)A與拋物面構(gòu)成工作在fA的拋物面天線(xiàn)。FSS_1與FSS_2反射fB,所以天線(xiàn)B與用作副反射器的FSS_1和用作擴(kuò)展拋物面口徑的FSS_2構(gòu)成工作在fB的卡塞格倫天線(xiàn)。由此可知,F(xiàn)SS為反射面,多頻工作提供了很好的解決方案,也為降低星載、機(jī)載天線(xiàn)的數(shù)量、重量和安裝空間提供了很好的解決途徑。二是用作天線(xiàn)罩。FSS天線(xiàn)罩能夠在不影響天線(xiàn)工作性能的前提下,降低了天線(xiàn)的雷達(dá)散射截面(RCS),而且與傳統(tǒng)的吸收體相比,具有增加帶寬,減小吸收體厚度等優(yōu)點(diǎn)。
本文針對(duì)FSS在第一方面應(yīng)用,設(shè)計(jì)了一個(gè)對(duì)電磁波的入射角和極化形式都不敏感,而且有較大帶寬和較小帶間間隔的雙屏頻率選擇表面。

圖1 用于副反射器的FSS
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FSS的頻率響應(yīng)特性主要取決于單元形狀。各種常用結(jié)構(gòu)單元(如圖2所示)的詳細(xì)討論可見(jiàn)文獻(xiàn)[4-9]。它們之間的性能比較如表1所示。由表1可知,方環(huán)單元對(duì)電磁波的入射角不敏感、交叉極化電平低、帶寬寬,而且還能得到較小的帶間間隔。
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