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Ku/Ka波段双通带频率选择表面设计研究

王秀芝 高劲松 徐念喜

Ku/Ka波段双通带频率选择表面设计研究

王秀芝, 高劲松, 徐念喜
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  • 为了实现双通带频率选择表面(FSS)在较厚介质基底、 较大频带间隔和入射角度下的工程应用, 设计制备了一种性能优良的Ku/Ka波段双频FSS结构. 利用FSS栅瓣图分析了FSS具有稳定滤波特性的条件. 应用矢量模式匹配法计算了基于分形技术和复合图形技术的FSS的传输特性. 根据单元谐振模式和FSS传输特性归纳了厚介质基底、较远双通带FSS的设计原则, 最终优化出一种由方环复合Y环单元组成的FSS结构. 结果表明: 该结构在6.7 mm厚介质基底上0-45扫描范围内, 在Ku/Ka波段具有稳定的双频传输特性, 透过率均优于75%. 这为设计基底厚度较大、频带间隔较远、入射角度要求较高的双带FSS结构提供了理论参考与实验依据.
    • 基金项目: 长春光机所创新三期工程项目 (批准号: 093Y32J090) 资助的课题.
    [1]

    Jia H Y, Gao J S, Feng X G, Sun L C 2009 Acta Phys. Sin. 58 505 (in Chinese) [贾宏燕, 高劲松, 冯晓国, 孙连春 2009 物理学报 58 505]

    [2]

    Li X Q, Gao J S, Zhao J L, Sun L C 2008 Acta Phys. Sin. 57 3803 (in Chinese) [李小秋, 高劲松, 赵晶丽, 孙连春 2008 物理学报 57 3803]

    [3]

    Munk B A 2000 Frequency Selective Surface: Theory and Design (1st Ed.) (New York: Wiley)

    [4]

    Wu T K 1995 Frequency-Selective Surface and Grid Array (New York: Wiley)

    [5]

    Li X Q, Gao J S, Feng X G 2008 Journal of Microwaves 24 7 (in Chinese) [李小秋, 高劲松, 冯晓国 2008 微波学报 24 7]

    [6]

    Salehi M, Behdad N 2008 IEEE Microwave and Wireless Components Letters 18 785

    [7]

    Gianvittorio P J, Romeu J, Blanch S, Rahamat-Samii Y 2003 IEEE Trans. Antennas Propapat. 18 3088

    [8]

    Gao J S, Wang S S, Feng X G, Xu N X, Zhao J L, Chen H 2010 Acta Phys. Sin. 59 7338 (in Chinese) [高劲松, 王珊珊, 冯晓国, 徐念喜, 赵晶丽, 陈红 2010 物理学报 59 7338]

    [9]

    Wang S S, Gao J S, Liang F C, Wang Y S, Chen X 2011 Acta Phys. Sin. 60 050703 (in Chinese) [王珊珊, 高劲松, 梁凤超, 王岩松, 陈新 2011 物理学报 60 050703]

    [10]

    Raiva A P, Harackiewicz F J, Lindsey J 2003 Proceedings of the 27th Antenna Applications Symposium Monticello, Illinois, September 17-19, 2003 p107

    [11]

    Jia H Y, Gao J S, Feng X G, Sun L C 2008 Acta Opt. Sin. 28 1596 (in Chinese) [贾宏燕, 高劲松, 冯晓国, 孙连春 2008 光学学报 28 1596]

    [12]

    Arun K B 2005 Phased Array Antennas: Floquet Analysis, Synthesis, BFNs, and Active Array Systems (1st Ed.) (New York: Wiley)

    [13]

    Reed A J 1997 Ph. D. Dissertation (Texas: The University of Texas at Dallas)

    [14]

    Mittra R, Chan C H, Cwik T 1988 Proc. IEEE 76 1593

  • [1]

    Jia H Y, Gao J S, Feng X G, Sun L C 2009 Acta Phys. Sin. 58 505 (in Chinese) [贾宏燕, 高劲松, 冯晓国, 孙连春 2009 物理学报 58 505]

    [2]

    Li X Q, Gao J S, Zhao J L, Sun L C 2008 Acta Phys. Sin. 57 3803 (in Chinese) [李小秋, 高劲松, 赵晶丽, 孙连春 2008 物理学报 57 3803]

    [3]

    Munk B A 2000 Frequency Selective Surface: Theory and Design (1st Ed.) (New York: Wiley)

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    Wu T K 1995 Frequency-Selective Surface and Grid Array (New York: Wiley)

    [5]

    Li X Q, Gao J S, Feng X G 2008 Journal of Microwaves 24 7 (in Chinese) [李小秋, 高劲松, 冯晓国 2008 微波学报 24 7]

    [6]

    Salehi M, Behdad N 2008 IEEE Microwave and Wireless Components Letters 18 785

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    Gianvittorio P J, Romeu J, Blanch S, Rahamat-Samii Y 2003 IEEE Trans. Antennas Propapat. 18 3088

    [8]

    Gao J S, Wang S S, Feng X G, Xu N X, Zhao J L, Chen H 2010 Acta Phys. Sin. 59 7338 (in Chinese) [高劲松, 王珊珊, 冯晓国, 徐念喜, 赵晶丽, 陈红 2010 物理学报 59 7338]

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    Wang S S, Gao J S, Liang F C, Wang Y S, Chen X 2011 Acta Phys. Sin. 60 050703 (in Chinese) [王珊珊, 高劲松, 梁凤超, 王岩松, 陈新 2011 物理学报 60 050703]

    [10]

    Raiva A P, Harackiewicz F J, Lindsey J 2003 Proceedings of the 27th Antenna Applications Symposium Monticello, Illinois, September 17-19, 2003 p107

    [11]

    Jia H Y, Gao J S, Feng X G, Sun L C 2008 Acta Opt. Sin. 28 1596 (in Chinese) [贾宏燕, 高劲松, 冯晓国, 孙连春 2008 光学学报 28 1596]

    [12]

    Arun K B 2005 Phased Array Antennas: Floquet Analysis, Synthesis, BFNs, and Active Array Systems (1st Ed.) (New York: Wiley)

    [13]

    Reed A J 1997 Ph. D. Dissertation (Texas: The University of Texas at Dallas)

    [14]

    Mittra R, Chan C H, Cwik T 1988 Proc. IEEE 76 1593

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出版历程
  • 收稿日期:  2013-04-10
  • 修回日期:  2013-05-17
  • 刊出日期:  2013-08-05

Ku/Ka波段双通带频率选择表面设计研究

  • 1. 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所, 中国科学院光学系统先进制造技术重点实验室, 长春 130033;
  • 2. 中国科学院大学, 北京 100049
    基金项目: 

    长春光机所创新三期工程项目 (批准号: 093Y32J090) 资助的课题.

摘要: 为了实现双通带频率选择表面(FSS)在较厚介质基底、 较大频带间隔和入射角度下的工程应用, 设计制备了一种性能优良的Ku/Ka波段双频FSS结构. 利用FSS栅瓣图分析了FSS具有稳定滤波特性的条件. 应用矢量模式匹配法计算了基于分形技术和复合图形技术的FSS的传输特性. 根据单元谐振模式和FSS传输特性归纳了厚介质基底、较远双通带FSS的设计原则, 最终优化出一种由方环复合Y环单元组成的FSS结构. 结果表明: 该结构在6.7 mm厚介质基底上0-45扫描范围内, 在Ku/Ka波段具有稳定的双频传输特性, 透过率均优于75%. 这为设计基底厚度较大、频带间隔较远、入射角度要求较高的双带FSS结构提供了理论参考与实验依据.

English Abstract

参考文献 (14)

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