基于十字单元的可调谐互补屏频率选择表面-论文.pdf

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1、第22卷第6期光学精密工程Vo1．22NO．62014年6月OpticsandPrecisionEngineeringJun．2O14文章编号1004—924X(2014)06—1430—08基于十字单元的可调谐互补屏频率选择表面焦健，徐念喜，冯晓国，李玉东，高劲松(1．中国科学院长春光学精密机械与物理研究所中国科学院光学系统先进制造技术重点实验室，吉林长春130033；2．中国科学院大学，北京100049)摘要：为实现频率选择表面(FSS)工作频点的可调谐，将环型孔径FSS负载分离后形成感性表面与容性表面，利用两者之间的耦合机制设计了一种互补屏FSS。建立了互补屏FSS等效电

2、路模型，定性分析了它的变频机理。采用耦合积分方程法计算了负载贴片旋转角，耦合电介质厚度和相对介电常数对互补屏传输特性的影响。利用镀膜与光刻方法在耦合电介质两侧制备容性表面与感性表面，并用自由空间法测试250Film×250Him样件的传输特性。计算与测试结果均表明：当十字贴片从O。旋转至1O。，互补屏FSS的谐振频点会从18．2GHz向低频漂移至14．8GHz。当耦合电介质的物理厚度从0．1mm变化到1mm时，互补屏FSS的容性表面和感性表面之间的耦合效应逐渐消失。耦合电介质相对介电常数增加使互补屏间的耦合增强，其工作频点向低频漂移。实验显示：随着负载贴片旋转角的变化，互补屏F

3、SS能够实现主动变频功能，为设计和制备主动FSS提供借鉴。关键词：互补屏频率选择表面；耦合机制；容性表面；感性表面中图分类号：TN957；TN761文献标识码：Adoi：10．3788／{)PE．20142206．1430Tunablecomplementaryfrequencyselectivesurfacesbasedoncross-elementsJIAOJian’。，XUNian—xi，FENGXiao—guo，LIYu—dong，GAOJin—song(1．KeyLaboratoryofOpticalSystemAdvancedManufacturingTechnol

4、ogy，ChangchunInstituteofOptics，FineMechanicsandPhysics，ChineseAcademyofSciences，Changchun130033，China；2．UniversityofChineseAcademyofSciences，Beijing100049，China)*C0¨8s0gauthor，E-mail：gaoj5@ciomp．ac．cnAbstract：TotunetheoperatingfrequencyofaFrequencySelectiveSurface(FSS)，theloadimpedanceofthel

5、oopslotFSSformswasseparatedtoaninductivesurfaceandacapacitivesurface，andtheCOU—plingmechanismbetweenthetwosurfaceswasusedtodevelopaComplementaryFSS(CFSS)．Ane—quivalentcircuitmodeloftheCFSSwasestablishedanditstunableresonancemechanismwasanalyzedquantitatively．Theinfluencesoftherotatingangleof

6、theloadpatch，coupleddielectricthicknessandtherelativedielectricconstantonthetransmissioncharacteristicsoftheCFSSwerecalculatedaccu—ratelybyusingthecoupledintegralequationmethod，thentheinductivesurfaceandthecapacitivesur—facewerefabricatedonbothsidesofthecoupleddielectricbythecoatingandlithog

7、raphymethods．收稿日期：2013—04—07：修订日期：2013—05—13．基金项目：国家自然科学基金资助项目(No．61172012)第6期焦健，等：基于十字单元的可调谐互补屏频率选择表面Thetransmissionresponseofa250mm×250mmCFSSprototypewasmeasuredbyusingthefreespacemethod．ThecalculatedandmeasuredresultsshowthattheCFSSresonancewill