研究目的
提出并验证一种基于双层分形方环的宽带宽角带阻频率选择表面(FSS),适用于需要在宽频段和宽角度范围内实现稳定电磁滤波的应用场景。
研究成果
所提出的双层分形方形环频率选择表面实现了宽带宽角带阻特性,实测正入射时阻带带宽超过9.12GHz,在60°入射角下TE极化阻带超过7.35GHz、TM极化阻带超过5.91GHz,表明其适用于雷达和电磁屏蔽等应用场景。
研究不足
FSS的性能可能受到制造公差、材料特性(例如介电常数变化)以及特定频率范围(以13GHz为中心)的限制。进一步优化可以解决极化敏感性问题,并扩展到更高频率或不同材料。
1:实验设计与方法选择:
采用双层周期性分形方环阵列设计FSS,以实现宽带宽和宽角度性能。通过等效电路建模和全波电磁仿真(使用CST MWS)进行分析。
2:样品选择与数据来源:
制备了优化参数(如周期p=7.5mm,边长a1=6.7mm,a2=6.1mm)的样品,中心频率为13GHz。
3:5mm,边长a1=7mm,a2=1mm)的样品,中心频率为13GHz。 实验设备与材料清单:
3. 实验设备与材料清单:基板采用王陵公司F4B-2板,Nomex蜂窝间隔层,安捷伦E8363A矢量网络分析仪(VNA),8-18GHz点聚焦喇叭透镜天线,可旋转泡沫样品架。
4:实验步骤与操作流程:
通过PCB工艺制备FSS样品(180mm×180mm,含24×24单元)。在自由空间设置中,使用VNA进行测量,采用TRL校准和时间门控消除多径效应,测量TE和TM极化下0°至60°入射角的传输系数。
5:数据分析方法:
通过比较仿真(CST MWS和等效电路)与实测传输系数(S21)评估阻带带宽。
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vector network analyzer
E8363A
Agilent
Used for measuring transmission coefficients in the free-space measurement setup.
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horn lens antenna
spot-focusing
Used for transmitting and receiving electromagnetic waves in the measurement setup.
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substrate
F4B-2
Wangling Co.
Used as the substrate material for the FSS layers in fabrication.
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dielectric spacer
Nomex honeycomb
Used as the spacer between the dual FSS layers.
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