舒 楠,张 厚,李圭源,徐海洋

(空军工程大学导弹学院,陕西三原 713800)

0 引言

频率选择表面(FFS)是由周期性排列的金属贴片单元,或金属屏上周期性的开孔单元构成的一种二维周期阵列结构[1]。FSS的传输特性表现为频率的选择透过性[2]。FSS已经广泛地应用于微波、红外直至可见光波段,尤其在实现飞行兵器雷达舱的隐身方面,是目前的最佳选择[3-4]。大曲率流线型雷达罩的FSS设计是目前工程应用上的一个技术瓶颈。方形孔单元形状简单,工艺精度容易达到,滤波特性较好,在雷达罩上应用较为广泛。但应用到曲率较大的流线型雷达罩时,存在透过率较低和中心频率漂移的问题,导致雷达罩的性能下降。

由于频率选择表面为半波长谐振器,其单元尺寸与间距之和大体相当于半谐振波长,因此,一般只要20×20个单元就可以组成一个频率选择表面以符合无限大的条件,即面积大于10λ×10λ,而众所周知的是,由于单元尺寸太大使得入射波的相位在各单元处是不相等的,即入射波不再是平面波入射,这对入射角度敏感的频率选择表面而言,这种缺陷是致命的,因为这样将产生栅瓣。

本文设计了一种基于曲折线单元的小型化频率选择表面。

1 新型小型化FSS单元

1.1 理论分析

由文献[3,5]可知,带阻型频率选择表面的主谐振频率f可以由下式大致确定:

式中,c为自由空间的光速,p是FSS单元的周长。由此可以推断,频率选择表面的谐振频率与FSS单元的面积大小无关,而只与周长有关,因此为了缩小FSS单元的面积而不改变周长,可以通过增加曲折线的长度来增加周长,从而增大谐振长度,使FSS单元小型化。……