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频率选择表面(FSS)和雷达吸波材料(RAM)是隐身技术中的两项重要技术,已经广泛运用到现代军事装备中,大大提升了武器的隐身能力。然而,传统的FSS结构或RAM成型后,由于其设计工作带宽、谐振频率等参数是固定的,因而不能适应外部电磁环境的变化。针对这一缺点,国外提出了可电控频率选择表面(Electrically Controllable FSS,有些文献也称为有源频率选择表面,Active FSS)和可电控FSS吸波结构这两项新技术。本文围绕这两项技术展开了研究:
1.在研究可电控FSS透射与反射特性方面,利用等效电路对其谐振特性的电调原理进行解释,应用CST软件分析了可电控FSS在不同电抗加载时的频响特性,研究了双层可电控FSS的频响特性,设计了多种双频可电控FSS结构,并针对缝隙型可电控FSS和贴片型可电控FSS分别提出两种馈电方案。
2.在研究可电控FSS吸波屏方面,研究了可电控FSS吸波屏等效电路模型,从理论上解释了电控吸波屏可调的特性,介绍了可电控FSS吸波屏设计的一般步骤,利用HFSS软件优化设计了单环可电控FSS吸波屏,仿真分析了在不同加载阻抗下的吸波特性,以及在平面波以不同角度入射时的频响特性。最后设计了对入射角低敏感性且具有宽带特性的双环可电控FSS吸波屏。
3.设计了测试可电控FSS吸波屏的两种实验方案,通过波导模拟器测试方法和开放空间测试方法分别测试了可电控FSS吸波屏单元和阵列的吸波特性。其测试结果和软件仿真结果吻合良好。