頻率選擇表面可作為天線罩保證天線系統在復雜電磁環境下正常工作。裝載于高速飛行器鼻翼表面的共形雷達天線罩在天線系統工作時需保證電磁波在0°到75°入射角度范圍下的高效傳輸性能。因此,設計一種覆蓋超寬角域的高效傳輸天線罩對于保證現代飛行器系統作戰效能具有現實意義。目前大多數頻率選擇表面通過小型化設計和三維設計可以有效的將角度穩定性實現在0°到40°范圍內,然而更高角度下的工作性能難以保證。
針對該問題,本課題組提出了一種超寬角域下的頻率選擇天線罩設計方案。通過理論分析獲得了實現超寬角域傳輸性能所要求的材料的相對介電常數和磁導率張量,進一步通過引入電、磁諧振器對各向異性結構的兩個電磁張量進行調控,最終實現了具有超寬角域傳輸性能的天線罩。此外,我們引入了變容二極管實現對結構工作頻率的控制。仿真和實驗結果均表明本設計實現了從0°到80°角域范圍內,工作頻段從6GHz到6.6GHz連續可調的高效傳輸性能。
以上相關研究工作以“Ultra-Wide-Angle Bandpass Frequency Selective Surface”為題,發表在學術期刊《IEEE Transactions on Antennas and Propagation》。金城副教授為本文的第一作者,博士生呂奇皓為本文的通訊作者。
超寬角域天線罩應用場景