频率选择表面天线副反射面研制

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1、万方数据2009年第25卷第5期2009．V01．25No．5电子机械工程Electro—MechanicalEngineering41频率选择表面天线副反射面研制’方芳(南京电子技术研究所，江苏南京210039)摘要：频率选择面(rss)是近年来发展较快的新型结构功能件，芳纶纤维复合材料是一种比重小、强度、刚度高、介电常数小的高性能材料。文中详细论述了采用芳纶纤维复合材料研制频率选择表面天线副反射面的全过程，产品电性能良好，可实现双频段使用，具有较大经济效益。关键词：频率选择表面(FSS)；芳纶纤维复合材料；金属振子；成型工艺中图分类号：

2、TN820．8文献标识码：B文章编号：1008—5300(2009)05—0041—03InvestigationofFrequencySelect'SurfiProductrequencySelectiveSudaceProductFANGFang(NanjingResearchInstituteofElectronicsTechnology，Nanjing210039，China)Abstract：FSSisoneofnewkindsoffunctionalstructuredevelopingrapidlyinrecentyears．

3、Kevlarfiberrein—forcedcompositeisakindofhighperformancematerialswhichhaslowdensity，highstrength，highrigidityandlowdielectricconstant．InthispapertheFSSsubreflectormanufacturingprocessusingKevlarfiberrein-forcedcomposite，isdiscussed．Theproducthasgoodelectricalperformance，and

4、canbeusedintwofrequen·cybandsandhassignificanteconomicbenifits．Keywords：frequencyselectingsurface(FSS)；Kevlarcomposite；metalelement；formingtechnology0引言频率选择面(FrequencySelectingSurface，简称FSS)是一种具有特殊性质的周期性金属图案的介质板，它可以在反射一个频段电磁波的同时，使另一频段的电磁波几乎全部透射，从而达到频率选择的目的。利用它的这一特点，可以实现多频共

5、用天线形式，还可用来制造雷达罩使雷达获得隐身效果。美国的TDRSS(跟踪与数据中继卫星)系统双频反射面跟踪天线是一个典型的应用实例。该天线由一大型网状主反射面和一具有双色性(即具有频率选择性)的副反射面以及分别处于副反射面两边的Ku波段和S波段的馈源构成。FSS雷达罩在美国已投入工程应用，先是应用于导弹，后又应用于飞机上。美国轻型喷气运输机C一140和第四代战斗机F一22都使用了FSS通带机头雷达罩。国内对FSS方面的研究尚处于试验阶段，很多单位已经看好其前景，纷纷着手进行先期研究工作。但是，由于金属图形振子的存在，对电讯设计、测试以及·收

6、稿日期：2009—04—29结构设计、工艺制作等都提出了较高的要求，目前的研究步伐基本还停留在含FSS单层或蜂窝结构板试样设计、加工、电测等许多方面的试验，以及FSS阵图形制作的工艺研究。本文就是用高性能芳纶纤维复合材料制作反射面基板，在其上制作金属图形，从而探索FSS制件成型的工艺方法以及验证部分电性能设计指标。希望通过该研究，掌握新型材料和先进工艺制造方法，为今后FSS产品的应用打下基础，促进现代雷达向小型化、轻量化、多功能化方向发展。1简要原理双频段复用天线副反射面是一种频率选择表面(FSS)，由无源谐振单元以一定排列方式组成周期结构

7、，它对某些频段入射电磁波几乎完全透过，而对另一些频段电磁波几乎完全反射。该反射面对于Ku频段几乎全反射，相当于卡塞格伦系统的副反射面，而对于C频段基本透过，相当于馈源罩，天线为前馈。FSS主要由两部分组成，即支撑介质板和周期金万方数据42电子机械工程第25卷属振子。介质板可以是实心壁，也可以是A型或C型夹层结构。图形是附着在介质支撑结构上，可以加在介质板一侧，也可同时加在两侧，还可以夹在中间。FSS的性能与周期振子的几何形状、尺寸、排列方式、周期有关，还与介质的材质、厚度、层数、电磁特性参量，以及入射波的入射方向、极化状态等有关。因此，对于

8、应用研究而言，所要考虑的问题不仅仅是金属散射体本身的电磁散射特性，更重要的是包含着介质板性能结构和图形的设计制造工艺性，而且不仅仅是平面型FSS，还特别包括曲面型FSS在设计和制