由于频率选择表面具有明显的带通或带阻的滤波特性,因此广泛地用于微波、毫米波直至红外频段。特别是在军事上,FSS用于隐身技术和抗干扰方面越来越引起人们的重视。隐身技术就是应用目标的外形设计、复合材料、表面涂覆或其他措施来减少被探测目标的RCS,以降低雷达对目标的探测距离,达到突防的目的。就导弹而言,隐身弹体大部分蒙皮采用碳纤维夹层结构,这可使大部分雷达波进入夹层后被泡沫吸收掉。最近Yanan Sha,K.A.Jose等人将FSS制备到了碳纤维合成物中,对于不同的制备样品进行了测试,并与没有加载FSS的样品进行对比,发现加载了FSS的某些样品有着特殊的反射特性,其反射频段转移到了其他频率范围,使反射功率得到了有效的缩减。文献综述
除上述应用外,FSS技术还不断被拓宽到其他领域,如RFID(radio frequency identification)标签、避障、机器人导航、光子带隙结构(PBG)、波导或空腔控制耦合、吸波材料等。
2 频率选择表面的概念
2.1 频率选择表面的简介
频率选择表面(FSS)是一种二维周期阵列结构,本身不吸收能量,实质上就是对空间中传播的平面波的滤波器。FSS通常有两种基本形式,一种是在介质表面周期性地印上同样的金属单元,叫做贴片型;另一种是在很大的金属屏上周期性地开一些金属单元的槽孔,叫做孔径型。这两种形式都可以实现对电磁场的频率选择作用和极化选择作用。FSS的结构通常由周期性重复的金属薄片图形或金属层上掏空的缝隙组成,通常伴随着介质衬底用作匹配,有时也采用三维介质结构。FSS单元形状是多种多样的,FSS基本单元可以分为四组,分别为:
(1)“中心连接”或“N-极子”单元,如偶极子、三极子和耶路撒冷十字等。
(2)环形单元,如圆环、矩形环和六边形环等。
(3)不同形状的贴片。
(4)组合单元。