用做二向色镜的分形频率选择表面研究

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FSS仿真方法_西电培训

FSS仿真方法_西电培训

HFSS 中与FSS结构设计相关的功能特点(三)
¾ 强大的自适应网格剖分能力:自动调整网格剖分使其满足对模型电性
能求解的需要,大大减少了设计者的工作量,降低了对设计经验的要求。
初始网格
自适应加密后的网格
¾ 专为工程设计量身定制的收敛精度控制:可实时显示并更新自适应求解的结果
¾ 矩阵求解结果 ¾ 场解
矩形阵
¾ 三角形阵
Master / Slave
Master / Slave
¾ 任意三角形阵
¾ 六角形阵
Master / Slave
HFSS的算法与网格剖分技术是其灵活的组阵能力的保证!
FSS设计
单元选型与设计 组阵设计 共形FSS
FSS的常见共形载体
FSS求解配合Screening Impedance 边界条 件处理整机RCS仿真时的进气道
名词缩写表
¾ AMC ¾ EBG ¾ FDTD ¾ FEM ¾ FSS ¾ PBG ¾ PML
Artificial magnetic conductor(人工磁导体) Electromagnetic bandgap(电磁带隙) Finite-difference time-domain(时域有限差分法) Finite Element Method(有限元法) Frequency selective surface (频率选择性表面) Photonic bandgap(光子带隙) Perfect match layer(理想匹配层)
画向量格
Floquet设置步骤2-指定单元相位延迟
¾设定扫描角或者相移
¾扫描角度设定与LBCs同步
Floquet设置步骤3-求解模式设定
Floquet port 的模式

可重构频率选择表面分析与设计

可重构频率选择表面分析与设计

摘要摘要频率选择表面(Frequency Selective Surface,FSS)是一种二维周期性阵列结构,在空间电磁环境中表现出带通或带阻的滤波特性,被广泛应用于雷达罩隐身中。

与无源被动FSS相比,可重构FSS在应对多变的电磁环境时更具优势,是飞行器雷达隐身、卫星通信及先进仪器电磁兼容等领域的研究热点。

本文围绕这一热点研究课题,在传统无源频率选择表面的基础上,开展了可重构频率选择表面的一系列研究。

首先,本文对频率选择表面实现滤波的物理机理进行了探讨,介绍了频率选择表面的分类和基本构型。

分析了一维结构的频率选择表面和典型带通与带阻结构的频率选择表面的滤波特性与等效电路模型。

结合多层环状结构和多层贴片结构的频率选择表面对多层结构频率选择表面的等效电路建模和滤波机理进行研究。

利用多层结构仿真设计了两款非可重构频率选择表面,分别为采用六边形环状结构的双频段频率选择表面和采用AFA(antenna-filter-antenna)结构的双传输零点的带通型频率选择表面,给出了这两组结构的等效电路模型,结合相关参数分析,研究了其滤波机理。

采用六边形环状结构的频率选择表面工作在X波段和Ka波段,通带-3dB 带宽为4.4GHz(8-12.4GHz)和6.4GHz(26.8-33.2GHz)相对带宽分别为43.8%和21.3%,在60°入射时仍能保持良好的滤波特性;采用AFA结构的频率选择表面通带-3dB带宽为0.74GHz(5.76-6.5GHz),相对带宽为12.1%。

通带外的低频传输零点为5.3GHz,高频传输零点为7.05GHz。

多层结构频率选择表面的滤波特性研究和等效电路分析为研究可重构频率选择表面奠定了基础。

将PIN二极管和变容二极管应用在了典型带通FSS模型中。

依据PIN二极管的阻抗特性,建立了具有通带开关特性的可重构FSS模型。

选取金属化通孔的设计,将FSS的滤波结构和馈电线路融合,有效减少了馈线对FSS传输特性的影响,该可重构FSS在3.5GHz处具有通带开关的特性。

复杂曲面FSS加工系统研究

复杂曲面FSS加工系统研究

第26卷 第4期航 空 学 报Vol 126No 14 2005年 7月ACTA A ERONAU TICA ET ASTRONAU TICA SIN ICA J uly 2005收稿日期:2004206202;修订日期:2005204221基金项目:国家自然科学基金重点项目(90305026)资助 文章编号:100026893(2005)0420524204复杂曲面FSS 加工系统研究吕明云,祝 明,王焕青,武 哲(北京航空航天大学513教研室,北京 100083)Digital Machining System of Complex Curved 2Surface FSS L U Ming 2yun ,ZHU Ming ,WAN G Huan 2qing ,WU Zhe(Faculty 513,Beijing University of Aeronautics and Astronautics ,Beijing 100083,China )摘 要:为了解决大型复杂曲面FSS (Frequency Selective Surface )加工中的关键技术,研究并开发了5自由度机器人数字化加工系统。

与传统的5轴联动加工方法相比,提出的分区加工和浮动电主轴模糊定位相结合的快速加工方法大大提高了系统的加工效率。

利用建立的数字化加工系统加工了复杂曲面FSS 雷达罩试件和平板FSS 试件。

对比测试了不同加工工艺条件下平板FSS 的频率传输响应特性,验证了该加工系统的有效性。

关键词:复杂曲面;频率选择表面;数字化加工;传输响应特性中图分类号:V261;T H161 文献标识码:AAbstract :To solve the key technology of fabrication of large complex curved FSS (Frequency Selective Sur 2face ),a 52DOF robotic digital machining system is studied and developed.Surface partition and f uzzy positio 2ning method improve the machining efficiency of large complex FSS greatly as compared to the traditional ma 2chining technology.A sample of large curved 2surface FSS and several planar FSSs are machined with the devel 2oped system.The measured transmission performances of the machined planar FSSs are compared with that of the printed planar FSSs ,and the validity of the machining system is proved.K ey w ords :complex curved 2surface ;f requency selective surface ;digital machining ;transmission performance 频率选择表面(Frequency Selective Sur 2faces ,简称FSS )结构是在金属薄膜上有规律地刻蚀孔径单元或粘贴金属贴片单元,形成“电振子结构”,从而对电磁波具有按频率呈现带通(开孔型)或带阻(贴片型)的特性。

激光存储技术.

激光存储技术.

• 光存储技术的特点
1.数据存储密度高、容量大。理论估计光储存的面密度为1/λ2(其中λ 是用于光存储的波长)的数量级,存储的体密度可达1/λ3 2.寿命长。磁存储的信息一般只能保留2-3年。而光存储只要其介质稳 定,寿命一般在10年以上。 3.非接触式读/写和擦。用光读/写不会磨损和划伤存储介质,这不仅延长 了存储寿命,而且使存储介质易于更换、移动,从而更易实现海量存 储。 4.信息位价格低。由于光存储密度高,其信息位价格可比磁记录的低几十 倍 5.光存储还有并行程度高,抗电磁干扰性能
0.6μ m
分束器
物镜 准直镜 激光器
光盘
探测器
由凹坑和凸区组成的螺旋形 光道
基本的激光光盘系统图
激光光盘记录斑示意图
2.激光光盘的类型
• 计算机控制的数字光盘存储技术,按读写功能划分主要有 如下四种: (1)只读存储(Read only memory)光盘 只读式存储光盘的记录介质主要是光刻胶,记录方式是先 将信息刻录在介质上制成母盘,然后进行模压复制大量子 盘。这种光盘只能用来播放已经记录在盘片上的信息,用 户不能自行写入。 (2)一次写入光盘WORM (Write Once Read Memory,或称为 DRAW,Direct Read After Write) 一次写人光盘利用聚焦激光在介质的光照微区产生不可逆 的物理或化学变化写入信息。其写入过程主要是利用激光 的热效应,记录方式有烧蚀型、起泡型、熔融型、合金型、 相变型等很多种。这类光盘具有写、读两种功能,用户可 以自行一次写入,写完即可读,但信息一经写入便不可擦 除,也不能反复使用。这种光盘可用于文档和图像的存储。
二.激光光盘存储
• 1.基本原理 光盘存储包括信息“写入”和“读出”两个过程。在 信息的“写入”过程中,首先用待存储信息调制写入激光 的强度,并使激光聚焦在记录介质中,形成极微小的光照 微区,其光照区发生相应的物理、化学变化(反射率、折 射率、偏振特性或其它特性),这样记录介质上有无物理、 化学性质的变化就代表了信息的有无,从而完成信息的 “写入”。在信息的“读取”过程中,用低强度的稳定激 光束扫描信息轨道,随着光盘的高速旋转,介质表面的反 射光强度(或光的其他性质)随存储信息区域的物理、化 学性质变化而发生变化。用光电探测器检测反射光信号并 加以解调,便可取出所存储的信息

2010中国质量协会注册六西格玛黑带考试样题

2010中国质量协会注册六西格玛黑带考试样题

中国质量协会2010年注册黑带考试试题一.单选题(84道题,84分)1.下列陈述中,哪项不是六西格玛倡导者的主要职责?A.充分认识变革,从战略视角部署和推进六西格玛管理B.合理分配资源,消除组织障碍C.管理及领导资深黑带和黑带D.在项目改进阶段提供解决方案2.下面是六西格玛流程改善项目中的几项关键工作:a.识别关键影响因素(关键Xs)b.分析过程能力,确定改进方向c.分析测量系统的能力d.验证并保持改善的成果e.制定针对关键影响因素的改进方案和控制措施f.确定CTQ和项目目标g.通过“头脑风暴”寻找潜在的影响因素(潜在Xs)按照问题解决逻辑,以上工作顺序正确的是:A.f→c→b→g→a→e→d B.f→b→c→g→a→e→dC.b→f→c→g→a→e→d D.f→c→g→a→g→e→d3.某装配过程需要在一条流水线上装配某种产品,需要在10个工作地上分别装配10个零件(每个工作地完成一个装配作业,装配一个零件),然后进行检测,检测数据表明该产品的一次装机合格率为95%,假设装配过程中可能出现零件本身的缺陷和装配缺陷,各种缺陷的出现是随机的。

零件本身和装配作业均视为出错机会,则估计该过程的DMPO为:A.5000 B.2500 C.2565 D.51304.某产品加工装配需要两道工序,第一道工序的西格玛水平为4.0,第二道工序的西格玛水平为3.0,则装配作业的整体西格玛水平为:A.3.0 B.4.0 C.3.5 D.不能根据上述信息计算出装配作业的整体西格玛水平5.企业推行六西格玛一般可分为四个阶段,即导入期、加速期、成长期和成熟期。

若企业已经达到了以下所描述的状态,请判断这个企业正经历着哪个阶段?●六西格玛管理的组织结构得到完善,六西格玛管理职能得到充分扩展,最高管理层对六西格玛管理的系统进行定期的评价,已关闭的项目能持续产生效益●六西格玛的实施领域得到扩展。

六西格玛运用在非制造领域,创新和开发领域运用了六西格玛设计的方法,并将六西格玛管理延伸到供应商和顾客●六西格玛培训体系完善,黑带和绿带比例得到扩大●六西格玛管理与企业战略策划、部署和经营活动逐步融合A.导入期B.加速期C.成长期D.成熟期6.在制定六西格玛项目目标时,经常用SMART原则对项目目标进行评估。

第二章 二色镜

第二章  二色镜

第二章二色镜二色镜是用来专门观察宝石多色性的一种常规仪器,也可以辅助判断有色宝石的光性。

●冰洲石二色镜●伦敦二色镜◆二色镜的原理当自然光进入非均质体宝石时,分解成两束振动方向相互垂直的偏振光,这两束光各自的传播方向也不同。

非均质有色宝石的各向异性导致了宝石对不同振动方向的光的吸收不同,只要能将这两种振动的光分离开,就可能看到不同的颜色。

一轴晶宝石有两个主折射率,宝石差异选择吸收使宝石有两种不同颜色或不同色调,具二色性。

二轴晶宝石有三个主折射率,宝石差异选择吸收使宝石有三种不同颜色或不同色调,具三色性。

蓝宝石,一轴晶,浅蓝、深蓝。

堇青石,二轴晶,淡蓝、淡黄、深紫蓝色。

◆冰洲石二色镜的结构常用的二色镜是由玻璃棱镜、冰洲石菱面体、通光窗口和目镜所组成。

冰洲石具有极强的双折射,双折率0.172,可将穿过非均质宝石的两束平面偏振光进一步分开;冰洲石长度正好可使观察者通过目镜同时观察到两束平面偏振光的颜色。

◆冰洲石二色镜的使用方法1、将样品置于小孔前,样品尽量靠近小孔。

以防样品表面反射光进入小孔。

2、用白光光源(阳光、白炽灯)透射样品,使经过样品的光进入小孔。

3、眼睛靠近二色镜,边转动二色镜边观察两个窗口颜色变化。

◆伦敦二色镜●结构两片具有相互垂直振动方向的偏振片相拼接制作成简易二色镜。

●特点仪器小而轻巧可用于原石、晶体及较大的成品宝石,成包的小宝石可一道观察。

◆现象与结论●始终出现一种颜色,样品为各向同性(均质体宝石)。

●出现两种颜色或色调,样品为各向异性(非均质体宝石)。

●出现三种颜色或色调,样品为二轴晶宝石。

◆多色性级别的划分多色性只出现在有色的非均质体宝石中,通常单晶宝石的颗粒越大、颜色越深,多色性越明显。

宝石多色性的强弱通常可以分为四级:●强:肉眼可见宝石不同方向的色差。

堇青石、红柱石。

●中:肉眼难以观察到多色性,但二色镜下观察明显。

红宝石。

●弱:二色镜下能观察到多色性,但不明显。

紫晶、橄榄石。

●无:二色镜下不能观察到多色性。

基于分形频率选择表面的二向色镜

基于分形频率选择表面的二向色镜
2 Yu n n P ltc nc I s tt f D fne I d s y u mig 6 0 2 , ia . n a oye h i n tue o ee s n u t ,K n n 5 2 2 Chn ) i r
Ab ta tTh ihoc b a c mbn ri u e n MMW/R c mp u d h rwae i h o p H I sr c: e dc r i e m o ie s sd i I o o n ad r n te lo ( W L)
F a e h d a tg s o tb e a d g o e u n y d m an r s o e n e stv o te icd n n l SS tk s t e a v na e f sa l n o d f q e c o i e p ns ,i s n iie t n ie ta g e r h
o h r p s d FS f te p o o e S.An S ba e n Y - o fa tl ee e t wi u l b n t 8 ai n m m d a FS s d o l p r ca lm n s o t d a - a d a r n a d 3 h M M W a d wa e in d a d fb c td.Bo h smu ae n x e m e tlr s ls h w a h r p s d b n s d sg e n a r ae i t i ltd a d e p r i n a e ut s o t tt e p o o e h
了用分 形频 率选择表 面 ( S ) F S 实现二 向 色镜 的 方法 , 计 了一种 8mm 和 3ri 波段 双 频带通 的 Y 环 设 n l r 分形 F S, 于频域有 限差分 法 (D D) 周期边 界对其 进行 了仿 真分析 , S 基 FF 和 并进 行 了实物研制 。仿 真和 测试 结果表 明 , 分形 F S结构具 有稳 定而优 良的频 率特性 , 该 S 同时 圆极 化性 能好 、 工程 实现 简单 , 而且

组织胚胎学精品教学(温州医科大学)组织胚胎学习题.docx

组织胚胎学精品教学(温州医科大学)组织胚胎学习题.docx

第一篇组织学第一章绪论目的与要求掌握组织学常用显微镜成像原理,像特点,专用术语,标本制备技术;了解组织学和胚胎学的研究内容,学习本课程需注意的事项。

填空题组织学是研究__________ 机体________ 结构及其相关__________ 的科学,属于 ____________ 科学范畴。

结构与功能特点 ________ 的细胞及_____________ 构成组织。

基木组织分为四类:_______________ 、____________ 、分辨两点间最小距离的能力称为分辨力。

人裸眼的分辨力为__________ 耐,光学显微镜的分辨力为___________ um,电子显微镜的分辨力为__________ n m,扫描隧道显微镜的分辨力为 ____________ 水平。

普通光学显微镜以为光源,所观察标本应切成 ______ 厚度的薄片,然后经染料进行染色。

组织细胞成分若被碱性染料所染,称为____ ,若与酸性染料呈强亲和力,称为 ______ ,若对两种染料均缺乏亲和力,称为_________ 。

透射电子显微镜以为光源,以____________ 作为透镜,放大的图像成像于______________ 。

被观察组织需切成____________ 厚度的超薄切片。

使用重金属盐 ________ 、 _____ 进行电子染色。

被重金属盐深染的部位, 在荧光屏上成像显得暗,称为____________ ,浅染的部位,在荧光屏上成像显得亮,称为_______________ o在荧光屏上产生的这种明暗反差的图像结构,称为________ o扫描电子显微镜发射的电子经聚焦后形成极细的电子束,称为_____________ o后者在样品表面扫描,扫描到样品表面的电子为___________ 电子,由于它的撞击,样品表面发出_____________ 电子,收集后种电子信号,经放大并在荧光屏上转变为图像,即代表组织细胞的_____________ 结构,是三维立体图像。

频率选择性表面的设计与应用发展研究

频率选择性表面的设计与应用发展研究

频率选择性表面的设计与应用发展研究频率选择性表面(Frequency Selective Surface, FSS)是由微结构组成的“二维材料”,可以实现对电磁波的选择性透射和反射。

近年来,随着5G、物联网、人工智能等技术的发展,FSS的应用越来越广泛。

本文将探讨FSS的设计原理、制备技术和应用发展研究。

一、FSS的设计原理FSS的基本构成单元是具有周期性结构的介质和导体,通过设计介质的大小、形状和排列方式,可以让FSS对不同频率的电磁波有不同的响应。

FSS可以实现下列功能:1. 选择性透射(Selective Transmission):对特定频率的电磁波有很好的透过性,而对其他频率的电磁波具有良好的反射性能。

2. 阻挡性反射(Broking):对特定频率的电磁波具有良好的反射性能,而对其他频率的电磁波有较好的透过性能。

3. 选择性反射(Selective Reflection):对特定频率的电磁波在某一角度有很好的反射性能,而对其他频率的电磁波则具有较好的透射性能。

因此,FSS不仅可以实现满足通信设备对频率选择性射频器件的需求,还可以应用于消除电磁干扰、电磁隔离等方面,具有广泛的应用前景。

二、FSS的制备技术FSS的制备技术主要包括电子束光刻、光刻、化学气相沉积、电子束蒸发、离子束镀膜等方法。

随着纳米技术的发展,可通过纳米加工技术来制备FSS,例如透过纳米微粒的“自组装”技术、黄光微影技术、原子层沉积技术和纳米打印技术。

虽然不同的制备技术各有特点,但主要还是有两点需要考虑,一是制备FSS需要非常精确的尺寸控制和周期控制,二是需要在足够大的量级下制备,并且需要在不同的材料和基板上制备,用于不同场合的定义需求。

三、FSS的应用发展研究1. 通信领域FSS主要应用于通信领域中,例如作为天线的频率选择性反射表面,可以改善通信信号和设备之间的互相干扰,同时,也有望用于解决电磁干扰问题。

2. 物联网和人工智能领域物联网和人工智能必须面临高速通信的挑战,而FSS可以显著减少电磁波阻碍,从而实现更高效的通信。

关于公布2015年国家级大学生创新创业训练计划立项项目名单的通知

关于公布2015年国家级大学生创新创业训练计划立项项目名单的通知

周晴 高远 王雨涵 韩菁
刘晗笑 蔡炳锋 无 姜昱君 刘杨 李 振宇 高远 陈佩佩 李 文锦 吴祖平 边东潇 李霄雨 孙立涛 李 源 王永督 王蒙达 许崇杨 孙铭超 王培萱 韩祥丽 栾书慧 袁 野 钟华建 淦晶波 周怡辰 孙春雨 高 原 霍童飞 蔡 蕾 梁 栋 王世昌 李永清 董昊宇 于 洋 杨天持 田李昊 陈昕东 任濮宁 韩 卓 王同翰 赵东方 白向征 王信 司如同 张翼鹏 王申安 张 晗 杨 旭 刘沈华 孙皓岚 周可允 李增辉 张晓楠 孙秋蕾 蔡正琦 宋肖瑾 张 祯 李 昂 李木舟 姜子铭 陈嘉麟 侯 鲁 田慧云 高安琪 王春鹏 罗远航
轴 盘类零件关键尺寸自动测量装置 5 汽车动力总成惯性参数自动测评实验 5 台 适用于办公环境的智慧型纸张再生平 5 台 一种基于自然交互技术的立体双画射 4 击游戏系统 全自动智能节水浇灌系统 多模共振智能无线充电器 基于M0516的空气质量检测飞行器 智能型家用空气净化器 4 4 5 4
无频闪无电解电容LED驱动电源设计 4
高性能泡沫混凝土材料制备技术与性 5 能测试
201510422080 201510422081 201510422082 201510422083 201510422084 201510422085 201510422086 201510422087 201510422088 201510422089 201510422090 201510422091 201510422092 201510422093 201510422094 201510422095 201510422096 201510422097 201510422098 201510422099 201510422100 201510422101 201510422102 201510422103 201510422104 201510422105 201510422106 201510422107 201510422108

双频双极化频率选择表面

双频双极化频率选择表面

Key words: Frequency Selective Surface (FSS); Fractals; Periodic Method of Moments(PMM)
1 引言
众所周知,频率选择表面(Frequency Selective Surface, FSS)具有带通或带阻的滤波特性,因而在天线罩、反射器天 线中获得广泛的应用。它是由谐振单元沿双周期方向排列所
形的比例,同时加上形状的对称性,所以双频双极化频率选择表面就得以实现。利用周期矩量法设计了几种频率选
择表面,仿真和实验结果基本相吻合。
关键词:频率选择表面;分形;周期矩量法
中图分类号:TN822
文献标识码:A
文章编号:1009-5896(2006)02-0506-03
Dualband and Dual-Polarized Frequency Selective Surfaces
念, εeffective = (1 + εr ) 2 ,所以谐振频率 f = f0 εeffective 。
2005-06-06 收到,2006-01-03 改回 973 国家安全重大基础预研基金(51307)资助项目
图 2 带有介质的 FSS
第2期
高 强等:双频双极化频率选择表面
507
2.3 单元周期
分形形状在过去的 20 年得到迅速发展,它不同于欧几 里得空间的几何形状,是使用迭代技术产生的[1]。分形开始 于一个简单的几何形状,经过多次反复线形变换(复制、比例 缩放、平移等)产生一个自相似的形状,理论上无穷次的迭代 才产生真正意义上的分形,但实际上只需迭代有限次产生准 分形就可以满足工程要求。分形形状已经广泛应用于天线和 频率选择表面的设计上以获得小型化和多频工作的特性[2-4]。

频率选择表面的制备与应用研究

频率选择表面的制备与应用研究

频率选择表面的制备与应用研究频率选择表面(FSS)作为一种新兴的微波器件,具有广泛的应用前景。

其核心技术是在介电基板的表面上通过打印等方式制作出周期性电磁结构,以达到对微波信号的选择性反射或透射作用。

随着科技的不断发展,FSS在雷达、天线、无线通信等领域得到了广泛应用,是目前研究的热点之一。

一、FSS的制备方法FSS的制备方法主要有三种:压致法、光固化法和微细加工法。

1. 压致法:将聚合物基质加热至玻璃化转变温度以上,在压力作用下使介电芯片表面的FSS压成周期性结构,在热处理过程中使其固化后即可得到FSS。

压致法制备FSS具有制备简单、成本低、适用范围广等优点,但是FSS的周期和结构参数难以控制,品质不稳定。

2. 光固化法:利用紫外线将定位的光敏树脂加热凝固,然后在树脂中加入铜结构的模板,再照光,最后将树脂进行清洗,在铜结构内填充金属,形成一层铜膜,即为FSS。

光固化法制备FSS具有制备精度高、过程可控等优点,但是需要使用高精度的曝光和刻蚀设备,成本较高。

3. 微细加工法:将FSS图案加工至铜箔中,然后将铜箔刻蚀后,采用电解金属沉积技术制备出FSS。

微细加工法制备FSS具有周期约束性、FSS金属膜阻抗适应性好、制备精度高等优点,但是加工难度大、制备周期长、成本高。

二、FSS的应用研究1.雷达技术雷达技术在航空、航海、军事等领域有着重要的应用。

FSS在雷达技术中可以用来设计一些用于欺骗和误导敌方雷达系统的复杂结构。

通过设计FSS的反射、透射系数,可以使雷达无法探测目标,产生干扰信号,从而实现战争中的优势。

2. 天线技术FSS在天线技术中也是有着广泛的应用。

在卫星通信中,FSS可以用于设计某些方向性天线,控制信号的传播方向,具有指向性和频率选择性。

在车载天线等应用中,FSS可以用于解决可能出现的多重信号干扰问题,加强信号的传输效果。

3. 无线通信技术FSS在无线通信技术中的应用也是非常广泛的。

在5G通信中,FSS可以用于设计某些用于增强信号强度和波束成形的结构。

用做二向色镜的分形频率选择表面研究

用做二向色镜的分形频率选择表面研究
XU ng r n ZONG iy a , W U e Xu Yo g pi g Ro —o g , Zh — u n W n, oy f G , nigU i ri S i c n eh oo yN nig i gu2 0 9 , hn ; 1Mii ei yL b rtr J MTNaj nv syo ce ea dTc n lg, aj a s 10 4 C i t aK o n e t f n nJn a 2Yn a oyeh iIs t e Dees d sr K n n u n n60 2 , hn ) . n nP l cnc ntu u t i t o fne n ut , u mi Yn a 5 2 2 C ia f I y g
FS S.Bo h smu a e n x rme tr s t h t i l td a d e pe i n e ulss ow ha heFS r po e a e h dv n a e fsa e a d t tt S p o s d t k st e a a t g so tbl n go d fe e y do i e p s ,i e ii o t e n i e a g e a d p ai a i .Be i e ,te tp o o qu nc ma n r s on e ns nstve t h i c d nt n l n olr z t r on sd s h i t p r fe tv t v r5a I wa a d r a he 0% . e c i iy o e m R veb n e c s9 l 1
d man(D D) to d pe i lt tet nmi ina drf cinc aatr t s fh rp sd o i F F meh dia o tdt s S o muae h a s s o n l t h rc i i e o oe r s ee o e sc o t p

频率选择超构表面理论及其在孔径成像系统中的应用研究

频率选择超构表面理论及其在孔径成像系统中的应用研究

频率选择超构表面理论及其在孔径成像系统中的应用研究频率选择超构表面(Frequency Selective Surface,简称FSS)是一种能够选择性地传输、反射或透射某一特定频率的电磁波的表面结构。

近年来,它已经成为研究的热点之一,并在多个领域中得到广泛应用。

本文将从频率选择超构表面的理论以及在孔径成像系统中的应用进行探讨和研究。

频率选择超构表面起源于电磁波理论。

早期研究表明,通过设计材料的结构和几何形状可以对特定频率的电磁波进行有效控制。

频率选择超构表面的基本结构通常由金属贴片、电介质基板和金属基底构成。

通过对贴片的尺寸、间距和排列方式进行精确设计,可以实现对电磁波的频率选择。

频率选择超构表面在孔径成像系统中的应用已经得到广泛研究。

传统的孔径成像系统存在分辨率受限、光源能谱要求高等问题。

而通过引入频率选择超构表面,可以显著提高孔径成像系统的分辨率和光源能谱适应性。

具体地说,频率选择超构表面可以选择性地反射或透射特定频率的光,从而在成像过程中抑制无关频率的干扰,实现更加清晰的成像效果。

在孔径成像系统中,频率选择超构表面还可以通过调整其结构和参数,实现对图像的处理和增强。

例如,通过在表面上设计微小的电子元件,可以实现对特定频率的光的相位控制,从而实现更精细的图像处理。

同时,频率选择超构表面的反射和透射特性还可以用于增强图像的对比度和亮度,提高成像系统的性能。

此外,频率选择超构表面还可以应用于光学通信系统中。

通过在通信系统的发射和接收端引入频率选择超构表面,可以实现对特定频率的光信号进行增强或抑制,从而提高通信系统的传输速率和可靠性。

此外,频率选择超构表面还可以用于光学滤波器的设计和制造,实现对光信号的精确控制。

然而,频率选择超构表面在实际应用中还面临一些挑战。

首先,设计和制造频率选择超构表面的过程较为复杂,需要考虑材料的特性、几何形状以及电磁波的传播特性等因素。

其次,频率选择超构表面的性能受到环境中其他电磁波的干扰,需要更加精确的设计和优化才能实现理想的效果。

惠更斯超表面的工作频率

惠更斯超表面的工作频率

惠更斯超表面的工作频率摘要:1.惠更斯超表面概述2.惠更斯超表面的工作原理3.惠更斯超表面的工作频率4.惠更斯超表面在各领域的应用5.我国在惠更斯超表面领域的研究进展正文:一、惠更斯超表面概述惠更斯超表面(Huygens" metasurface)是一种具有特殊电磁响应特性的人工结构表面。

其研究起源于20 世纪60 年代,由荷兰科学家惠更斯(Huygens)首次提出。

惠更斯超表面可以实现对光的传播方向、波前进行精确的控制,从而实现对光的传播特性的调控。

这一特性使得惠更斯超表面在光学、通信、隐身等领域具有广泛的应用前景。

二、惠更斯超表面的工作原理惠更斯超表面的工作原理主要基于光的几何光学传播。

当光线垂直入射到惠更斯超表面时,光线会在超表面内部发生多次反射,并最终沿原方向出射。

在这个过程中,光线的传播方向和波前进被精确地控制。

通过设计惠更斯超表面的周期性结构,可以实现对光的传播特性的调控,例如,可以将光线束束绑在一起,实现光的聚焦或散焦。

三、惠更斯超表面的工作频率惠更斯超表面的工作频率主要取决于其结构参数,包括周期、阵列尺寸等。

不同频率的光在通过惠更斯超表面时,会受到不同程度的调控。

一般来说,惠更斯超表面对低频光具有较好的调控效果,而对于高频光,由于波长较短,光的传播特性更难以控制。

因此,在实际应用中,惠更斯超表面的工作频率需要根据具体需求进行设计和优化。

四、惠更斯超表面在各领域的应用惠更斯超表面在光学、通信、隐身等领域具有广泛的应用前景。

例如,在光通信领域,惠更斯超表面可以用于实现光的波长转换,从而提高光通信系统的传输速率和信噪比;在隐身技术领域,惠更斯超表面可以用于实现对雷达波的隐形,从而提高飞行器的隐身性能。

此外,惠更斯超表面还在太阳能电池、光催化等领域具有潜在的应用价值。

五、我国在惠更斯超表面领域的研究进展我国在惠更斯超表面领域的研究取得了显著的成果。

近年来,我国科研人员在惠更斯超表面的设计、制备和应用等方面取得了一系列重要突破。

二向色镜原理

二向色镜原理

二向色镜原理二向色镜是一种最简单的光学系统,在现实生活中可以用它来改变眼睛的瞳孔大小和颜色。

通过旋转手轮调节棱镜的位置和光源入射角度,就能控制两束平行光线的折射率,进而改变他们之间的夹角。

具体地说,只要把棱镜换成曲面镜就能使人的瞳孔收缩或扩张。

将镜子对着太阳光时,由于不同方向的光波的传播速度不同,所以到达底片上的图像会稍有差异,即发生了色散,底片上的白光被分解成红、橙、黄、绿、青、蓝、紫7种颜色的光带。

当我们使用的望远镜接受的是单色光时,只需使观察者对准目标就可以看到清晰的图像;而接受复色光时,为了使物体上每一点都能看得十分清楚,就需要使用“复色镜”。

不论哪一种情况,只要把反射镜换成透镜,便可将各色光集中起来,使其形成像。

由于透镜有两个表面,所以又称双面镜。

常用的透镜是凹面镜,因为它有聚光作用,又称“会聚透镜”,但这时它并不起改变光路的作用。

改变镜面的曲率也能改变像距和焦距。

双面凹透镜可把光线会聚起来,所以焦距短。

双面凸透镜可把光线发散开,故焦距长。

凹透镜在光学仪器中广泛应用。

在医疗用透镜中,有一种体视显微镜,可使人的眼睛观察到清晰的图像。

它利用一个带有小孔的凹透镜代替人眼,并与一台投影机连接,放出的光照在小孔的后面时,经小孔成的像正好落在目镜的凹面镜上。

使用时,转动目镜上的螺丝刀,将镜筒绕目镜旋转360°,即可在物体表面上形成一个正立、放大的虚像。

这样,医生就可以在无需移动患者的前提下,将病灶部位放大观察。

现在科学家还根据此原理,发明了一种验钞机,该验钞机在镜面上涂一层银,经过镜面反射的光由集光器汇集到荧光屏上,从而显示出一定面额的钱币的图像。

按这个原理制成的望远镜,我们可以通过两个球面反射镜使望远镜的视野变大,而且比普通的望远镜的视野宽阔多了。

因此,不仅在军事工业上,在医学、天文等方面都有应用。

使用时,先将望远镜对准需观察的目标,然后再调整目镜和物镜的距离,使镜筒绕目镜旋转,直到物镜正好能看见分划板上的刻线为止,这时在分划板上就会看到一个倒立、缩小的实像,如果用两个反射镜分别代替目镜和物镜,使望远镜的两个球面反射镜互相垂直,便可使用了。

二向色镜技术要求

二向色镜技术要求

二向色镜技术要求1. 引言二向色镜技术是一种可以改变光线颜色的技术。

它通过特殊的材料和结构,使得透过镜片的光线在不同方向上呈现不同的颜色。

这项技术在眼镜、相机镜头以及科学研究等领域有着广泛的应用。

本文将详细介绍二向色镜技术的要求,包括材料选取、设计原理、制造工艺等方面。

2. 材料要求2.1 光学材料选择适合的光学材料对于二向色镜技术至关重要。

首先,材料必须具有良好的透明度,以保证光线能够顺利通过。

其次,材料需要具备较高的折射率,以实现光线在镜片内部发生折射。

常用于制造二向色镜的光学材料包括玻璃和塑料。

玻璃具有较高的折射率和耐久性,但重量较大;而塑料则轻便且易于加工,但折射率较低。

根据具体应用场景和需求,选择合适的光学材料非常重要。

2.2 染色剂染色剂是实现二向色镜效果的关键。

染色剂的选择应考虑以下几个因素:•色谱范围:染色剂应能够覆盖所需的颜色范围,以满足不同应用的需求。

•可控性:染色剂应具有可调节颜色深浅的能力,以便用户根据需要进行调整。

•耐久性:染色剂在长时间使用后应保持稳定,不易褪色或变质。

常用的染色剂包括有机染料和无机颜料。

有机染料具有较高的透明度和可控性,但耐久性较差;而无机颜料则具有较好的耐久性,但透明度和可控性相对较差。

根据具体要求,选择合适的染色剂是确保二向色镜效果稳定和持久的关键。

3. 设计原理3.1 光波干涉二向色镜技术利用光波在特定结构中发生干涉现象来实现颜色变化。

干涉是指两束或多束光波相互叠加形成的干涉图样。

通过调整镜片结构和材料,可以实现对不同波长的光线的干涉效果,从而呈现出不同的颜色。

3.2 多层膜镀膜多层膜镀膜是实现二向色镜效果的一种常用方法。

通过在镜片表面逐渐堆积多层不同厚度和折射率的材料,可以实现对光线的反射和透射的控制。

当光线经过多层膜结构时,不同波长的光线会因折射率差异而发生相位差,从而产生干涉现象,并呈现出不同颜色。

4. 制造工艺4.1 材料处理在制造二向色镜之前,需要对所选材料进行一系列处理。

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用做二向色镜的分形频率选择表面研究许戎戎1,宗志园1,吴文1,许勇平2(1.近程高速目标探测技术国防重点学科实验室南京理工大学,江苏南京210094;2.云南国防工业职业技术学院机电工程系,云南昆明650222)摘要:毫米波/红外复合制导共口径天线需要使用二向色镜,用于透射微波/毫米波、反射红外,提出了用分形频率选择表面(FSS )实现二向色镜的方法,设计了一种Ku 波段和Ka 波段双频带通的Y 环分形FSS ,基于频域有限差分法(FDFD )和周期边界对其进行了仿真分析,并进行了实物研制,仿真和测试结果表明,该分形FSS 结构具有稳定而优良的频率特性,同时圆极化性能好、工程实现简单,而且对大于5m 的红外信号反射率最高接近90%。

关键词:二向色镜;频率选择表面;红外/毫米波中图分类号:TN976文献标识码:A文章编号:1001-8891(2008)08-0489-04Study on Fractal FSS for Dichroic Beam CombinerXU Rong-rong 1,ZONG Zhi-yuan 1,WU Wen 1,Xu Y ong-ping 2(1.Ministerial Key Laboratory of JGMT ,Nanjing University ofScience and T echnology,Nanjing Jiangsu 210094,China;2.Y unnan Polytechnic Institute of Defense Industry,Kunming Y unnan 650222,China)Abstra ct :In this paper,a novel synthesis theory is proposed to design the dichroic beam combiner ofMMW/IR co-aperture compound antenna using fractal frequency selective surface (FSS).And a FSS based on Y -loop fractal elements with dual-band at Ku and Ka band is designed.The finite difference frequency domain (FDFD)method is adopted to simulate the transmission and reflection characteristics of the proposed FSS.Both simulated and experiment results show that the FSS proposed takes the advantages of stable and good frequency domain response,insensitive to the incident angle and polarization.Besides,the tiptop reflectivity over 5m IR wave band reaches 90%.Key wor ds :dichroic beam combiner (DBC);frequency selective surface (FSS);IR/MMW引言在毫米波/红外复合制导共口径天线(结构原理如图1所示)设计中,复合次镜(二向色镜)是实现两种信号分离的关键器件[1],其主要作用是透射毫米波反射红外信号,从而实现两种谱段信号分离以被各自探测器接收的功能。

为此,我们提出了一种分形结构频率选择表面(FSS )来实现这种功能。

由于FSS 可视为一个开放空间的电磁滤波器,通过设计可使其对指定的毫米波波段信号实现全透射,同时,研究表明当其表面金属占有率达到95%,则其对红外信号的反射率可达到90%。

与传统的在介质基底上镀红外高反膜相比,这种方案可以实现双色红外/毫米波复合信号的分离,而采用分形结构设计的优势在于,可以实现微波毫米波图1毫米波/红外共口径复合导引头结构示意图Fig.1MMW/IR co-aperture multi-mode seeker收稿日期:2008-03-26作者简介:许戎戎(),男,江苏人,博士研究生,主要研究方向为多模复合制导技术研究,微波毫米波天线和电路设计研究。

联系作者:宗志园,z z y @基金项目:国防基础研究项目(66),国家部委基金项目(3BQ )4891981-email:ong hi uan A220002449140A010400702多频频率选择的特性,使得其对微波或毫米波/红外复合制导体制均适用;值得一提的是这种FSS 还可以用作研制微波/毫米波复合导引头的天线罩材料,具有很好的应用前景。

分形FSS 的研究报道最早出现于1999年,国外学者曾先后提出了Sierpinski 偶极子[2,3],十字形[4],正方贴片[5]等基础分形单元;近年来美国学者Douglas [6]等人基于遗传算法优化出了几种复杂结构分形FSS ,可以将应用频率扩展到THz 范围。

但这些结构不能很好的同时满足具有好的圆极化特性和高金属覆盖率的要求。

因此,在分形结构上我们提出了Y 环分形单元,其优点在于结构简单易于实现;同时,由于Y 环分形单元具有三个对称轴,因此具有更好的圆极化性能。

此外,这种结构的FSS 表面金属占有率大于90%,对红外信号的反射率高。

1FSS 理论分析1.1理论分析方法FSS 的分析方法主要有早期的变分法、等效电路法等标量近似方法和矢量模式法、谱域法等严格方法。

前叙两种近似方法仅能分析特定情况下FSS 的频响特性,并且仅能获得散射特性的幅度信息。

而后二种方法对于复杂结构FSS 的分析不适用。

由于本文研究的FSS 单元结构比较复杂,而频域有限差分(FDFD )方法具有能够很好地适应各种不规则模型的优点,因此采用FDFD 方法对FSS 进行分析。

FDFD 方法直接从麦克斯韦方程组出发,可以得到6个关于电场和磁场的方程可以表示为:()()()()()()k zy y jy z z xr h k j i H k j i H h k j i H k j i H k j i E k j i 1,,,,,1,,,,,,,=ε()()()()()()i xz z kz x x yr h k j i H k j i H h k j i H k j i H k j i E k j i ,,1,,1,,,,,,,,=ε()()()()()()jy x x i xy y z r h k j i H k j i H h k j i H k j i H k j i E k j i ,1,,,,,1,,,,,,=ε()()()()()()zy y jyz z x r j j m k j i E k j i E k j i H k j i ,,,,,,,1,,,,,++=()()()()()()k xz z jyx x y r m k j i E k j i E m k j i E k j i E k j i H k j i ,,,,1,,1,,,,,,++=()()()()()()j yx x i xy y z r m k j i E k j i E m k j i E k j i E k j i H k j i ,,,1,,,,,1,,,,++=(1)式中:+=+=+=222111j z jz jz j y j y j y i x i x i xh h m h h m h h m (2)根据Floquet 定理可将FSS 周期的场表示为:()()()()()+=+==≈===∑∑∫∫∑==++απθθctg 2sinsin π2cossin π2e,1d d e,1,,,e00222011j 0j 2,j Dn k Dm k k D n k k k k k z y E N N z y z y E D A zy x p AE z y zy x N s N t zk y k tsspyx D Dzk y k s p pmn nm zk y h x k pmns p x yz y z y z y x (3)式中:θ和为波的入射角度,α为阵列轴夹角。

FSS 的反射系数和透射系数可由下式计算求得:===∑∑∑∑∑1121222111S S A E E S mnm n ppmninsmn(4)1.2Y 环分形FSS 物理结构FSS 的性能主要由基础单元的结构及单元间距决定。

为了实现多频频率选择特性,同时考虑FSS 的性能,本文提出了一种结构紧凑的Y 环分形结构FSS 基础单元,物理结构如图2所示。

在金属表面上腐蚀出周期结构如图中黑色部分的Y 环分形单元,其余部分均为金属。

表1为经过优化仿真后确定的分形基础单元的尺寸参数。

490k m k i E k i E 12008年8月许戎戎等:用做二向色镜的分形频率选择表面研究Aug.2008图2分形FSS 二阶基础单元结构示意图Fig.2Basic element of fractal FSS 表1分形FSS 单元尺寸参数Table1Structural parameters of FSS element1.一阶Y 环内径0.4mm 6.二阶Y 环长度2.15mm 2.一阶Y 环外径0.8mm 7.环缝隙宽度0.2mm3.二阶Y 环内径0.4mm 8.单元横向距离12.0mm 4.二阶Y 环外径0.8mm 9.单元纵向距离10.5mm 5.一阶Y 环长度 6.35mm基板介电常数2.22数值结果及分析根据理论设计,通过精密光刻腐蚀技术进行了试件研制,制版材料选择Rogers5880,试件单元数为20×20,物理尺寸为240mm ×210mm ,试件表面镀金,试件照片如图3所示。

图3Y 环分形FSS 实测试件照片Fig.3Photograph of fractal FSS used in experiment为了提高FSS 的性能,尽量减小分形单元间的距离是十分必要的。

本文中采用如图3所示的正三角形排列分形Y 环单元,同时在分形单元间插入一个二阶35GHz Y 环单元,构成毯式分布排列。

这种排布结构有两个优点:1)分形单元的间距很小,一阶和二阶Y 环的排布都比较均匀,有助于获得稳定的中心频率和带宽;2)当入射波的极化特性变化时,由于采用正三角形排布,每转过60°,FSS 单元就与上时刻重合,因此这种FSS 具有较好的圆极化性能。

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