張清 田俊霞 張慶東

摘要 本次研究設(shè)計了中心頻率一樣的圓環(huán)、Y孔、以及十字這三種平常比較多見的單元FSS（頻率選擇表面）結(jié)構(gòu)，分別把這三種單元的FSS放置在雷達吸波材料中構(gòu)成復合吸波架構(gòu)。使用譜域法對這三種不同的復合吸波架構(gòu)進行仿真，以研究探討不同單元FSS對雷達吸波材料特性的影響。實驗研究的結(jié)果表明，不同單元的FSS對于雷達吸波材料可以起到明顯的改善效果，通過調(diào)整與其相關(guān)的參數(shù)值可以得到相關(guān)的復合吸波結(jié)構(gòu)，從而促進不同單元FSS在吸波材料中的應用，為比較多見的單元頻率選擇表明在吸波材料中的應用提供了比較有價值的參考依據(jù)。

【關(guān)鍵詞】FSS 雷達吸波材料 特性影響

1 引言

使用雷達吸波材料對探測雷達波隱身是目前我國實現(xiàn)軍事目標特別是飛行器突防、提高作戰(zhàn)效果的重要手段。因此，吸波頻帶寬度已經(jīng)成為吸波材料研究者關(guān)注的重點。對于探測雷達波的隱身，就目前我國的科技水平發(fā)展來看，可以采取的方法有很多種，例如外形隱身技術(shù)，隱身材料技術(shù)等。在飛機、巡航導彈等飛行器上應用雷達吸波材料是目前階段實現(xiàn)隱身比較有效的措施之一。

2 譜域法

FSS結(jié)構(gòu)的分析方法有多種，本次研究主要采用譜域法對含有FSS的吸波結(jié)構(gòu)進行分析。設(shè)M是入射電磁場在單元中引起的等效磁流密度，則場點r處的散射磁場可表示為如下：

3 數(shù)值結(jié)果

3.1 FSS復合pA波結(jié)構(gòu)

本文設(shè)計了如下三種單元FSS結(jié)構(gòu)。襯底厚度均為為3mm，介電常數(shù)為1 008，把三種單元FSS的中心頻率設(shè)計為13.5GHz，單元按正方形排列，周期為lOmm，圓環(huán)單元半徑F3.34mm，縫寬w=0.6mm;十字單元臂長L=4.lmm，臂寬w=0.62mm;Y單元臂長L=4.8mm，縫寬w=0.5mm，如圖1所示。

把所設(shè)計的三種單元FSS結(jié)構(gòu)復合到吸波材料中，結(jié)構(gòu)如圖2所示。

3.2 吸波材料及特性

表1給出了FSS復合吸波結(jié)構(gòu)與吸波材料的諧振頻率、反射率及-7dB帶寬對比結(jié)果?？梢缘贸鼋Y(jié)論，與單純吸波材料比，不管是哪種FSS復合吸波結(jié)構(gòu)都拓展了吸波帶寬，都可以使諧振頻率產(chǎn)生漂移。如表1所示。

三種單元FSS的中心頻率設(shè)計為13.5GHz，復合到吸波材料中后，其諧振頻率向高頻方向轉(zhuǎn)移，且十字單元的FSS偏移最明顯，圓環(huán)單元FSS的諧振頻率偏移最不明顯。從對反射率造成的影響來看，圓環(huán)單元的FSS作用比較明顯，降低了2 3，其次是十字單元，降低了0.3，而Y孔單元卻增加了1.2dB。對于吸波帶寬所造成的影響，Y孔單元的FSS作用比較明顯，而圓環(huán)單元的作用影響最小。

4 結(jié)論

為了研究不同單元FSS對吸波材料吸波特性的影響，本次研究設(shè)計了中心頻率相同的三種單元FSS，利用譜域法對三種單元FSS復合吸波結(jié)構(gòu)的特性進行了仿真研究，并將其與雷達吸波材料的特性進行了對比，給出了單元尺寸和單元周期對吸波材料特性的影響。從研究所得的結(jié)果可以看出，不管是哪種單元FSS，都會對雷達吸波材料的特性造成較大的影響;在改善雷達吸波材料吸波帶寬上，Y孔單元FSS所取得的效果較好;在降低諧振頻率漂移及反射上，圓環(huán)單元FSS所取得的效果較好;綜上所述，不同單元的FSS對于雷達吸波材料可以起到明顯的改善效果。

參考文獻

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