ITU-T G692规定标称中心频率
附录二 ITU-T G.692规定标称中心频率C波段80通道（50GHz间隔）的频率和波长对应表
L波段80通道（50GHz间隔）的频率和波长对应表
电阻型容性频率选择表面吸收体吸波性能研究
第27卷 第6期 2007年12月 航 空 材 料 学 报 J OURNA L O F A ERONAU T ICAL MAT ER I AL S V o l 27,N o 6 D ecember 2007 电阻型容性频率选择表面吸收体吸波性能研究 刘海韬, 程海峰, 成绍军, 唐耿平, 周永江 (国防科技大学新型陶瓷纤维及其复合材料国防科技重点实验室,长沙410073) 摘要:提出一种由Sali sbury 屏衍生而成的新型雷达吸波材料 电阻型容性频率选择表面(FSS)吸收体。采用有限元软件对吸波性能进行研究。研究表明,FSS 单元方阻R,参数p 和a 以及介质层厚度h 对FSS 吸收体吸波性能均有较大影响。通过大量计算发现,F SS 单元方阻在100~200 / 之间,p 取0 05时具有较好的吸波性能。发现重要的 2h 规则 。指出在介质层厚度较大的情况下很难充分发挥FSS 的作用,一般要求介质层厚度不大于5mm 。通过实验对数值计算结果进行验证,结果表明两者基本吻合。另外,数值计算以及实验结果均表明,通过合理的参数选取,与Sali sbury 屏吸收体相比而言,FSS 吸收体可在厚度较小的情况下实现低频吸收,并且具有较好的带宽特性。 关键词:FSS 吸收体;雷达吸波材料;Sali sbury 屏;有限元;吸波性能 中图分类号:TB34 文献标识码:A 文章编号:1005-5053(2007)06-0069-06 收稿日期:2006-11-18;修订日期:2007-03-12 作者简介:刘海韬(1981 ),男,博士研究生,主要从事雷达吸波材料和伪装技术研究,(E -ma il )x zdd l ht @163 com 。 本研究的这种新型吸波结构是由传统Salisbur y 屏衍生而成的,即将电阻型容性频率选择表面(FSS)(图1a)代替Salisbury 屏中的电阻片构成雷达吸波材料,利用FSS 特殊的频率选择、极化选择以 及电气阻抗特性,从而对吸波性能产生较大改善 [1~3] 。本工作主要对这种由Sa lisbury 屏衍生出的 吸波结构进行研究,将其称为电阻型容性FSS 吸收体,简称FSS 吸收体,结构如图1b 。 图1 电阻型容性FSS 吸收体示意图F i g 1 G eo m etry o f resistive capacitive FSS absorbe r 由于FSS 吸收体结构非常复杂,可变参数较多,难以单独采用实验方法对吸波性能进行研究。同 时,由于电阻型容性FSS 的阻抗目前难以利用简单的解析式表达出来,导致传统分析Salisbur y 屏吸波性能所采用的传输线法无法对FSS 吸收体反射率进行有效计算。针对这一现实,本工作采用有限元软件对FSS 吸收体吸波性能进行计算,研究各参数对吸波性能的影响规律,并且优化参数,选取较好结果,通过实验对有限元法进行验证,同时针对实验结果与计算数据存在的差别进行误差分析。 1 实验方法 在实验室自制刮涂装置上,采用刮涂工艺将炭黑导电涂料均匀涂覆于脱模纸上制成电阻片,通过控制涂层厚度实现电阻片方阻控制,利用NAPSON RT -7四探针测量方阻。将制备好的符合方阻要求的电阻片利用浙江博业SPI N - 激光裁剪机按预定形状切割出FSS 单元,按设计参数将各FSS 单元排 布在介质基底上,制成180mm 180mm 电阻型容性FSS 。将制备好的电阻型容性FSS 置于预定厚度的无耗、介电常数约为1的180mm 180mm 的泡沫塑料板之上,构成FSS 吸收体。为了减小误差,尽量保证各层间结合紧密,避免层间存在空气层。采用弓形架法测量FSS 吸收体在电磁波垂直入射、2~18GH z 的反射率,背衬为3mm 铝板,网络分析仪为Ag ilen t 8720ET ,宽带天线为航天二院207所研制,分为2~4GH z ,4~8GH z ,8~18GH z 三个波段。
用做二向色镜的分形频率选择表面研究
用做二向色镜的分形频率选择表面研究 许戎戎1，宗志园1，吴 文1，许勇平2 （1.近程高速目标探测技术国防重点学科实验室南京理工大学，江苏南京210094； 2.云南国防工业职业技术学院机电工程系，云南昆明650222） 摘要：毫米波/红外复合制导共口径天线需要使用二向色镜，用于透射微波/毫米波、反射红外，提出了用分形频率选择表面（FSS ）实现二向色镜的方法，设计了一种Ku 波段和Ka 波段双频带通的Y 环分形FSS ，基于频域有限差分法（FDFD ）和周期边界对其进行了仿真分析，并进行了实物研制，仿真和测试结果表明，该分形FSS 结构具有稳定而优良的频率特性，同时圆极化性能好、工程实现简单，而且对大于5m 的红外信号反射率最高接近90%。关键词：二向色镜；频率选择表面；红外/毫米波中图分类号：TN976 文献标识码：A 文章编号：1001-8891(2008)08-0489-04 Study on Fractal FSS for Dichroic Beam Combiner XU Rong-rong 1，ZONG Zhi-yuan 1，WU Wen 1，Xu Y ong-ping 2 (1.Ministerial Key Laboratory of JGMT ,Nanjing University ofScience and T echnology,Nanjing Jiangsu 210094,China; 2.Y unnan Polytechnic Institute of Defense Industry,Kunming Y unnan 650222,China) Abstra ct ：In this paper,a novel synthesis theory is proposed to design the dichroic beam combiner of MMW/IR co-aperture compound antenna using fractal frequency selective surface (FSS).And a FSS based on Y -loop fractal elements with dual-band at Ku and Ka band is designed.The finite difference frequency domain (FDFD)method is adopted to simulate the transmission and reflection characteristics of the proposed FSS.Both simulated and experiment results show that the FSS proposed takes the advantages of stable and good frequency domain response,insensitive to the incident angle and polarization.Besides,the tiptop reflectivity over 5m IR wave band reaches 90%. Key wor ds ：dichroic beam combiner (DBC)；frequency selective surface (FSS)；IR/MMW 引言 在毫米波/红外复合制导共口径天线（结构原理如图1所示）设计中，复合次镜（二向色镜）是实现两 种信号分离的关键器件[1]，其主要作用是透射毫米波反射红外信号，从而实现两种谱段信号分离以被各自探测器接收的功能。 为此，我们提出了一种分形结构频率选择表面（FSS ）来实现这种功能。由于FSS 可视为一个开放空间的电磁滤波器，通过设计可使其对指定的毫米波波段信号实现全透射，同时，研究表明当其表面金属占有率达到95%，则其对红外信号的反射率可达到90%。与传统的在介质基底上镀红外高反膜相比，这 种方案可以实现双色红外/毫米波复合信号的分离，而采用分形结构设计的优势在于， 可以实现微波毫米波 图1毫米波/红外共口径复合导引头结构示意图Fig.1 MMW/IR co-aperture multi-mode seeker 收稿日期：2008-03-26 作者简介：许戎戎（），男，江苏人，博士研究生，主要研究方向为多模复合制导技术研究，微波毫米波天线和电路设计研究。联系作者：宗志园，z z y @基金项目：国防基础研究项目（66），国家部委基金项目(3BQ ) 489 1981-email:ong hi uan https://www.360docs.net/doc/818922832.html, A220002449140A010400702
超声波常用公式汇总
求波长的公式：λ(波长)=c(波声速)÷f(频率) 求声阻抗的公式：Z=ρ(密度)×c(波声速) 折射定律： 2 21'1'1sin sin sin sin sin S S L L S S L L L L c c c c c ββααα= === C L1、C S1——第一介质中的纵波、横波波速 C L2、C S2——第二介质中的纵波、横波波速 L α、L 'α、s 'α——纵波入射角、反射角、横波反射角 L β、s β——纵、横波折射角 求斜探头入射角：sin α=C L1÷C S2×sin β 第一临界角：αⅠ=arcsin C L1÷C L2 第二临界角：αⅡ= arcsin C L1÷C s2 第三临界角：αⅢ= arcsin C s1÷C L1 当入射角在αⅠ～αⅡ时，钢中只有纯横波 当入射角大于αⅢ时，钢中只有表面波 求波高公式：先算出二者间的差值，再加上基准值 △=20lg （H 2/H 1） 求水钢界面声强透射率： 2 122 1)(4Z Z Z Z T += 计算薄工件的衰减系数（厚度小于200mm ）： )/()(2)lg( 20mm dB x m n B B n m --= δ α m 、n 为底波反射次数；B m 、B n 为第m 、n 次波高 δ——反射损失；x ——薄板厚度 计算厚工件的衰减系数： )/(26 )lg(2021 mm dB x B B -= α 计算圆盘圆辐射纵波声场的半扩散角（指向角）： θ0=arcsin1.22λ/D s ≈70λ/D s （°） 近场区长度的计算： N=D 2/4λ 矩形波源辐射纵波声场的半扩散角（指向角）： ψ0=arcsin λ/a ≈57λ/a(°) 近场区长度为：N=Fs/πλ=、D 2/4λ 纵波声场两种介质的近场区长度： 已知水层厚度为L ，基于钢中的近场区长度： N=D s 2/4λ2-LC 1/C 2 基于水中的近场区长度： N=（D s 2/4λ2-L ）C 1/C 2 未扩散区长度b=1.64N 计算平底孔回波声压： 2 20x F F P P f s f λ= P 0：探头波源的起始声压 Fs ：探头波源面积=πD 2s/4 Ff ：平底孔缺陷的面积=πD 2f /4 X ：平底孔至波源的距离 二者回波分贝差：1 221lg 40x D x D f f 长横孔回波声压计算公式： x D x F P P f s f 220λ= 两者的分贝差：3 123 2 1lg 10x D x D f f 球孔回波声压计算公式：x D x F P P f s f 40λ= 两者的分贝差：2 1 22 2 1lg 20x D x D f f 大平底面回波声压公式：x F P P s B λ20= 不同距离的大平底面回波分贝差：1 2 lg 20x x
无线电频率划分表
无线电频率划分表(KHz)一(9-5730KHz) 1： 9以下,不划分 2： 9-14,无线电导航 3： 14-19.95,固定,水上移动 4： 19.95-20.05标准频率和时间信号(中心频率20KHz) 5： 20.05-70,固定,水上移动 6： 70-95,固定,水上移动,无线电导航 7： 95-105,标准频率和时间信号(中心频率100KHz),无线电导航 8： 105-160,固定,水上移动,无线电导航 9： 160-200,固定,航空无线电导航 10： 200-285,航空无线电导航 11： 285-315,水上无线电导航(无线电标航),(航空无线电导航) 12： 315-325,航空无线电导航,水上无线电导航(无线电标航) 13： 325-405,航空无线电导航,(航空移动) 14： 405-415,无线电导航 15： 415-495,水上移动(航空无线电导航) 16： 495-505,移动(遇险和呼叫) 17： 505-526.5,水上移动,航空无线电导航 18： 526.5-535,广播,航空无线电导航
19： 535-1606.5,广播 20： 1606.5-1800,固定,移动,无线电导航 21： 1800-2000,固定,移动(航空移动除外),无线电导航,业余 22： 2000-2065,固定,移动,无线电导航 23： 2065-2107,水上移动 24： 2107-2170,固定,移动,无线电导航 25： 2170-2173.5,水上移动 26： 2173.5-2190.5,移动(遇险和呼叫) 27： 2190.5-2194,水上移动 28： 2194-2300,固定,移动 29： 2300-2495,固定,移动,广播 30： 2495-2505,标准频率和时间信号(中心频率2500KHz) 31： 2505-2850,固定,移动 32： 2850-3155,航空移动 33： 3155-3200,固定,移动 34： 3200-3230,固定,移动,业余 35： 3230-3400,固定,移动(航空移动除外),广播 36： 3400-3500,航空移动 37： 3500-3900,固定,移动,业余 38： 3900-3950,广播,航空移动 39： 3950-4000,固定,广播
频率选择表面(学习笔记)
FSS--相关知识整理 一、基本概念 1、频率选择表面(Frequency Selective Surface ,FSS) 是一种二维周期阵列结构,就其本质而言是一个空间滤波器,与电磁波相互作用表现出明显的带通或带阻的滤波特性。FSS 具有特定的频率选择作用而被广泛地应用于微波、红外至可见光波段。 2、分类 频率选择表面有两种：贴片类型也叫介质类型，开槽类型也叫波导类型。 贴片类型是在介质表面周期性的标贴同样的金属单元，一般而言是作为带阻型滤波器的；低频透射，高频反射； 开槽类型是在金属板上周期性的开一些金属单元的槽孔，从频率特性相应上看是带通型频率选择表面；低频反射，高频透射。 3、频率选择表面的应用 雷达罩：通过安装频率选择表面减少雷达散射截面积。 卡塞哥伦天线副反射面：实现波束的复用与分离。 准光滤波器：实现波束的复用与分离。 吸波材料：基于高损耗的介质，可以实现大带宽的吸波材料。 极化扭转：折线形的频率选择表面是一个线极化变成圆极化的极化扭转器。 天线主面：降低带外的噪声。 4、滤波机理 图1 频率选择表面的滤波机理
频率选择表面和一般意义上的通过电容、电感组成的滤波器在目的上是一致。而滤波机理和有很大的区别（图1）。最大的区别是，一般的滤波器作用的对象是电路中的电流，而且一般滤波器我们主要关心通带的波形是不是有畸变，而对于阻带就就不必关心了。而频率选择表面是对于场的滤波器，不论是透射波还是反射波都是十分重要，不仅仅要关注其幅度、相位的变化，还要关心交叉极化和热损耗等。 A、贴片类型：在介质表面周期性的标贴同样的金属单元。 图2 贴片类型频率选择表面的等效电路 滤波机理： 假设电磁波入射从左向右入射到贴片型频率选择表面上。在平行于贴片方向的电场对电子产生作用力使其振荡，从而在金属表面上形成感应电流。这个时候，入射电磁波的一部分能量转化为维持电子振荡状态所需的动能，而另一部分的能力就透过金属丝，继续传播。换言之，根据能量守恒定律，维持电子运动的能量就被电子吸收了。在某一频率下，所有的入射电磁波能量都被转移到电子的振荡上，那么电子产生的附加散射场可以抵消金属导线右侧的电磁波的出射场，使得透射系数为零。此时，电子所产生的附加场同时也向金属导线左侧传播，形成发射场。这种现象就是谐振现象，该频率点成为谐振点。直观的看，这个时候贴片型频率选择表面就成反射特性。 再考虑另一种情况，入射波的频率不是谐振频率的时候，只有很少的能量用于维持电子做加速运动，大部分的能量都传播到了贴片的右侧。在这种情况下，贴片对于入射电磁波而言，是“透明”的，电磁波的能量可以全部传播。这个时候，贴片型频率选择表面就成透射特性。 一般而言，贴片类型是作为带阻型滤波器的。 等效电路：LC串联 B、贴片类型：在金属板上周期性的开一些金属单元的槽孔。
超声波常用名词术语
超声波常用名词术语 脉冲幅度：脉冲信号的电压幅值。当采用A 型显示时，通常为时基线到脉冲峰顶的高度。 脉冲宽度：以时间或周期数值表示的脉冲持续时间。 分贝：两个振幅或者强度比的对数表示。 声阻抗：声波的声压与质点振动速度之比，通常用介质的密度p 和速度c 的乘积表示。 声阻抗匹配：声阻抗相当的两介质间的耦合。 衰减：超声波在介质中传播时，随着传播距离的增大，声压逐渐减弱的现象。 总衰减：任何形状的超声束，其特定波形的声压随传播距离的增大，由于散射、吸收和声束扩散等共同引起的减弱。衰减系数：超声波在介质中传播时，因材质散射在单位距离内声压的损失，通常以每厘米分贝表示。 缺陷：尺寸、形状、取向、位置或性质对工件的有效使用会造成损害，或不满足规定验收标准要求的不连续性。 A 型显示：以水平基线（X 轴）表示距离或时间，用垂直于基线的偏转（Y 轴）表示幅度的一种信息表示方法。 发射脉冲：为了产生超声波而加到换能器上的电脉冲。 时基线：A 型显示荧光屏中表示时间或距离的水平扫描线。 扫描：电子束横过探伤仪荧光屏所作同一样式的重复移动。 扫描范围：荧光屏时基线上能显示的最大声程。 扫描速度：荧光屏上的横轴与相应声程的比值。 延时扫描：在A 型或B 型显示中，使时基线的起始部分不显示出来的扫描办法。 水平线性：超声波探伤仪荧光屏时间或距离轴上显示的信号与输入接收器的信号（通过校正的时间发生器或来自已知厚度平板的多次回波）成正比关系的程度。 垂直线性：超声探伤仪荧光屏时间或距离轴上显示的信号与输入接收器的信号幅度成正比关系的程度。 动态范围：在增益调节不变时，超声探伤仪荧光屏上能分辨的最大与最小反射面积波高之比。通常以分贝表示。 脉冲重复频率：为了产生超声波，每秒内由脉冲发生器激励探头晶片的脉冲次数。 检测频率：超声检测时所使用的超声波频率。通常为0.4 MHz ~15MHz。 回波频率：回波在时间轴上进行扩展观察所得到的峰值间隔时间的倒数。 灵敏度：在超声探伤仪荧光屏上产生可辨指示的最小超声信号的一种量度。 灵敏度余量：超声探伤系统中，以一定电平表示的标准缺陷探测灵敏度与最大探测灵敏度之间的差值。 分辨力：超声探伤系统能够区分横向、纵向或深度方向相距最近的一定大小的两个相邻缺陷的能力。 抑制：在超声波探伤仪中，为了减少或消除低幅度信号（电或材料的噪声），以突出较大信号的一种控制方法。 闸门：为监控探伤信号或作进一步处理而选定一段时间范围的电子学方法。 衰减器：使信号电压（声压）定量改变的装置。衰减量以分贝表示。 信噪比：超声信号幅度与最大背景噪声幅度之比。通常以分贝表示。 阻塞：接收器在接收到发射脉冲或强脉冲信号后的瞬间引起的灵敏度降低或失灵的现象。 增益：超声探伤仪接收放大器的电压放大量的对数形式。以分贝表示。 距离波幅曲线（DAC）：根据规定的条件，由产生回波的已知反射体的距离、探伤仪的增益和反射体的大小，三个参量绘制的一组曲线。实际探伤时，可由测得的缺陷距离和增益值，从此曲线上估算出缺陷的当量尺寸。 耦合：在探头和被检件之间起传导声波的作用。 试块：用于鉴定超声检测系统特性和探伤灵敏度的样件。 标准试块：材质、形状和尺寸均经主管机关或权威机构检定的试块。用于对超声检测装置或系统的性能测试及灵敏度调整。 对比试块：调整超声检测系统灵敏度或比较缺陷大小的试块。一般采用与被检材料特性相似的材料制成。 探头：发射或接收（或既发射又接收）超声能量的电声转换器件。该器件一般由商标、插头、外壳、背衬、压电元件、保护膜或楔块组成。 直探头：进行垂直探伤用的探头，主要用于纵波探伤。 斜探头：进行斜射探伤用的探头，主要用于横波探伤。
中心频率详细讲解
中心频率详细讲解 什么是中心频率呢，中心频率就是滤波器通频带中间的频率,以中心频率为准,高于中心频率一直到频率电压衰减到0.707(1/根号2)倍时为上边频,相反为下边频,上边频和下边频之间为通频带。 从原理上讲，再复杂的声音也可以用傅里叶分析的方法把它最后分解成若干正弦波的叠加。但是如果反过来用正弦波叠加的方法制作声音就相当麻烦，主要是很难做出预期的声音。这样的合成技术叫做加法合成，最早的应用大概就是管风琴或电风琴的音栓。要是用滤波器对现有波形进行加工，逐步将其中的各种频率成分减去使之适合自己的需要，事情就会容易一些。这就是减法合成。雕塑家罗丹讲起他的创作时曾有过名言：“拿起工具，把不需要的部分去掉”。减法合成的道理差不多也是这样。 最早期的合成器，用简单的振荡器发生“傻乎乎”的波形，象正弦波、三角波，还有更明亮些的锯齿波、脉冲波等。然后用变形、调制等手法来修饰它们，滤波器是非常重要的工具。 当前的合成器技术已经与早期大不相同，但无论模拟还是数字合成器或者软件合成器，都离不开滤波这一信号处理手段。随着电子技术的发展，滤波器也不再是电容、电阻、电感搭成的电路，大多已变成数字电路甚至就是软件。 合成器中使用的滤波器通常有四种形式：低通、高通、带
通、陷波。顾名思义低通就是让低频通过，滤掉高频；高通是让高频通过，滤掉低频；带通是让某一个范围的频率通过，滤除其余频率；陷波是滤除某一个范围的频率，让其余频率通过。 有几个常用的名词也顺便在这里介绍一下：被滤波器阻挡的频率范围称为禁带（Stopband）；能顺利通过滤波器的频率范围称为通带（Passband）；禁带的开始处称作半功率点（Half-power point）。滤波器允许或阻止一定的频率通过并不象刀切一样突然变化，而是有一个过渡，是一条斜线。斜线的倾斜程度用斜率（Slop）来表示。当输出信号下降3分贝时，就是半功率点，也叫负3分贝点，大家可能更加熟悉它的另一个称呼“截止频率”（Cutoff Frequency）。合成器中滤波器的截止频率经常是可以随便移动的。带通和陷波滤波器各自有两个半功率点，这两点的中心称为中心频率（Center Frequency）。合成器中最常见的是低通滤波器，如果一台合成器只有一个滤波器的话，毫无疑问就是低通滤波器。 滤波器的斜率要用频率和输出分贝共同表达。这里经常用“八度”作频率的单位。合成器技术和音响技术中“八度”和音乐中“八度”的含义完全一致。比如每八度-3分贝是不太陡的斜线；而每八度-6分贝或-12分贝甚至-24分贝就更陡些。斜率通常由每个滤波器的结构所决定，不能随意改动。软件滤波器不受此限制。 斜率会影响到声音的听觉印象。例如我们送一个100Hz的锯齿波进截止频率300Hz的低通滤波器（正巧等于三次谐波的频率），
频率选择表面简介
频率选择表面综述 1 滤波原理 两种类型： 1 贴片型（介质型） 在介质表面周期性的标贴同样的金属单元。 滤波机理： 假设电磁波入射从左向右入射到贴片型频率选择表面上。在平行于贴片方向的电场对电子产生作用力使其振荡，从而在金属表面上形成感应电流。这个时候，入射电磁波的一部分能量转化为维持电子振荡状态所需的动能，而另一部分的能力就透过金属丝，继续传播。换言之，根据能量守恒定律，维持电子运动的能量就被电子吸收了。在某一频率下，所有的入射电磁波能量都被转移到电子的振荡上，那么电子产生的附加散射场可以抵消金属导线右侧的电磁波的出射场，使得透射系数为零。此时，电子所产生的附加场同时也向金属导线左侧传播，形成发射场。这种现象就是谐振现象，该频率点成为谐振点。直观的看，这个时候贴片型频率选择表面就成反射特性。 再考虑另一种情况，入射波的频率不是谐振频率的时候，只有很少的能量用于维持电子做加速运动，大部分的能量都传播到了贴片的右侧。在这种情况下，贴片对于入射电磁波而言，是“透明”的，电磁波的能量可以全部传播。这个时候，贴片型频率选择表面就成透射特性。一般而言，贴片类型是作为带阻型滤波器的。 等效电路：LC串联
2 开槽型（波导型） 在金属板上周期性的开一些金属单元的槽孔。 滤波机理： 当低频电磁波照射开槽型频率选择表面时，将激发大范围的电子移动，使得电子吸收大部分能量，且沿缝隙的感应电流很小，导致透射系数比较小。随着入射波频率的不断升高，这种电子移动的范围将逐渐较小，沿缝隙流动的电流在不断增加，从而透射系数会得到改善。当入射电磁波的频率达到一定值时，槽两侧的电子刚好在入射波电场矢量的驱动下来回移动，在缝隙周围形成较大的感应电流。由于电子吸收大量入射波的能量，同时也在向外辐射能量。运动的电子透过偶极子槽的缝隙向透射方向辐射电场，此时的偶极子槽阵列反射系数低，透射系数高。当入射波频率继续升高时，将导致电子的运动范围减小，在缝隙周围的电流将分成若干段，电子透过槽缝隙辐射出去的电磁波减小，因此，透射系数降低。而对于在远离缝隙的金属板上所产生的感应电流则向反射方向辐射电磁场，并且由于高频电磁波的电场变化周期的限制了电子的运动，辐射能量有限。因此，当高频电磁波入射时，透射系数减小，反射系数增大。 从频率特性相应上看，开槽型频率选择表面是带通型频率选择表面。 等效电路：LC并联。
关于毫米波通信技术的研究现状和进展
毫米波通信技术的研究现状和进展 李艳莉 (电子科技大学成都学院电子信息工程系，成都611731) 摘要：简单介绍了毫米波的基本概念及相关背景, 分析了毫米波的传播特性和优点,阐述了毫米波地面通信、毫米波卫星通信的研究现状, 以毫米波通信技术在电子对抗中的军事应用为例进行论述, 最后展望毫米波通信技术将会开创未来新型应用领域并拥有广阔的发展前景。 关键词毫米波; 毫米波传播; 毫米波通信; 电子对抗 0 引言 随着移动通信、卫星通信以及星载电子等方面的迅猛发展，对系统的容量要求越来越高。由于在高频微波频段有着极为丰富的频谱资源，现代通信系统正在向高频微波特别是毫米波频段发展。毫米波通信与传统的无线电短波、超短波和微波通信相比，具有不少独特之处。由于毫米波是以微波和光波作左右邻(它的波长介于微波和光波之间)，因此兼有微波和光波的某些优长。通信设备的体积很小，可利用小巧尺寸的天线获得很高的方向性，便于通信的隐蔽和保密。毫米波在传播过程中受杂波影响小，对尘埃等微粒穿透能力强，通信比较稳定[1]。 早在20世纪40年代，科学家们就开始对毫米波通信进行过研究，但由于种种原因毫米波通信并未得到实际应用。直至20世纪70年代，由于毫米波集成电路和毫米波固体器件的研制成功并获得批量生产，使生产成本日趋下降，毫米波通信才犹如枯木逢春，蓬勃发展开来。可以预计，随着科技的进步，毫米波通信必将呈现出广阔的应用前景。 1 毫米波的传播特性 通常毫米波频段是指30GHz～300GHz, 相应波长为1mm～10mm。毫米波通信就是指以毫米波作为传输信息的载体而进行的通信。目前绝大多数的应用研究集中在几个“大气窗口”频率和三个“衰减峰”频率上[2][3]。 1)是一种典型的视距传输方式 毫米波属于甚高频段, 它以直射波的方式在空间进行传播，波束很窄，具有良好的方向性。一方面，由于毫米波受大气吸收和降雨衰落影响严重,所以单跳通信距离较短; 另一方面，由于频段高，干扰源很少，所以传播稳定可靠。因此，毫米波通信是一种典型的具有高质量、恒定参数的无线传输信道的通信技术。 2)具有“大气窗口”和“衰减峰” “大气窗口”是指35GHz、45GHz、94GHz、140GHz、220GHz 频段, 在这些特殊频段附近, 毫米波传播受到的衰减较小。一般说来，“大气窗口”频段比较适用于点对点通信，已经被低空空地导弹和地基雷达所采用。而在60GHz、120GHz、180GHz 频段附近的衰减出现极大值, 约高达15dB / km 以上, 被称作“衰减峰”。通常这些“衰减峰”频段被多路分集的隐蔽网络和系统优先选用，用以满足网络安全系数的要求。 3)降雨时衰减严重 与微波相比, 毫米波信号在恶劣的气候条件下，尤其是降雨时的衰减要大许
超声波是怎么产生的
超声波是怎么产生的 声波是物体机械振动状态(或能量)的传播形式。超声波是指振动频率大于20190Hz以上的，其每秒的振动次数(频率)甚高，超出了人耳听觉的一般上限(20190Hz)，人们将这种听不见的声波叫做超声波。由于其频率高，因而具有许多特点：首先是功率大，其能量比一般声波大得多，因而可以用来切削、焊接、钻孔等。再者由于它频率高，波长短，衍射不严重，具有良好的定向性，工业与医学上常用超声波进行超声探测。超声和可闻声本质上是一致的，它们的共同点都是一种机械振动模式，通常以纵波的方式在弹性介质内会传播，是一种能量的传播形式，其不同点是超声波频率高，波长短，在一定距离内沿直线传播具有良好的束射性和方向性，1兆Hz=10^6Hz,即每秒振动100万次，可闻波的频率在16-20190HZ 之间)。 超声波在媒质中的反射、折射、衍射、散射等传播规律，与可听声波的规律没有本质上的区别。但是超声波的波长很短，只有几厘米，甚至千分之几毫米。与可听声波比较，超声波具有许多奇异特性：传播特性──超声波的波长很短，通常的障碍物的尺寸要比超声波的波长大好多倍，因此超声波的衍射本领很差，它在均匀介质中能够定向直线传播，超声波的波长越短，该特性就越显著。功率特性──当声音在空气中传播时，推动空气中的微粒往复振动而对微粒做功。
声波功率就是表示声波做功快慢的物理量。在相同强度下，声波的频率越高，它所具有的功率就越大。由于超声波频率很高，所以超声波与一般声波相比，它的功率是非常大的。空化作用──当超声波在介质的传播过程中，存在一个正负压强的交变周期，在正压相位时，超声波对介质分子挤压，改变介质原来的密度，使其增大;在负压相位时，使介质分子稀疏，进一步离散，介质的密度减小，当用足够大振幅的超声波作用于液体介质时，介质分子间的平均距离会超过使液体介质保持不变的临界分子距离，液体介质就会发生断裂，形成微泡。这些小空洞迅速胀大和闭合，会使液体微粒之间发生猛烈的撞击作用，从而产生几千到上万个大气压的压强。微粒间这种剧烈的相互作用，会使液体的温度骤然升高，起到了很好的搅拌作用，从而使两种不相溶的液体(如水和油)发生乳化，且加速溶质的溶解，加速化学反应。这种由超声波作用在液体中所引起的各种效应称为超声波的空化作用。
毫米波在大气中的传播
1毫米波及其特点 1.1 毫米波传播模型 1.1.1 毫米波的概念 1.1.1.1 毫米波的定义 微波波段包括：分米波，厘米波，毫米波和亚毫米波。其中，毫米波（millimeter wave），通常指频段在30~300GHz，相应波长为1~10mm的电磁波，它的工作频率介于微波与远红外波之间，因此兼有两种波谱的特点。毫米波的理论和技术分别是微波向高频的延伸和光波向低频的发展。 图1.1中直观地展示出毫米波在整个光谱之中的具体位置。 图 1. 1 毫米波工作频率范围示意图 1.1.1.2 毫米波的特点 由于毫米波的波长范围在微波与远红外波相交叠处，因此它兼有二者的优点。 （1）毫米波相对于微波波段，由于波长较短，所以对于给定的天线尺寸（孔径），波束宽度较窄，增益较高，能获得较高的空间分辨率和精度； （2）因为毫米波系统天线波束窄，其信号的空间立体角小，不易受到干扰，同时信号也不易被截获，所以毫米波还具有保密性好、抗干扰能力强、具有很强的侦查和反侦察能力的特点； （3）毫米波波段可用频带较宽，在每个毫米波大气传播窗口都具有极大的带宽可供使用，由于大气电磁波具有选择性吸收，故可以充分利用“大气窗口”丰富的频谱资源用于通
信、雷达等保密通信，还可利用其带宽光谱能力来抑制多径效应和杂乱回波，消除系统间的相互干扰； （4）毫米波穿透能力强，在“大气窗口”频率传播时，其衰减虽然比微波大，但却比红外和激光小很多，它具有穿透云、雾、烟尘以及等离子体的能力，它能对抗恶劣天气，进行全天候工作，这一特点对环境遥感和军事侦察等应用是十分重要的； （5）毫米波器件具有体积小、重量轻的特点。毫米波波长短，这使得工作于毫米波段的系统天线尺寸可以做得较小，可缩小毫米波原件的尺寸，并且易于集成化、单片化，从而减小毫米波系统的体积和重量。 1.3毫米波的发展 自1873年Maxwell发表《电磁学通论》以来，人们充分利用电磁资源在拓宽平铺方面作了大量的工作。对于毫米波的研究，早在1889年就已提出，至今已有一个世纪的漫长岁月。毫米波的发展一直时起时落，但对毫米波的研究总是吸引着很多的学者，从而获得了大量的基本知识。研究毫米波必须有相应的技术作为支撑，所以此领域的研究一直比较缓慢，可以说一波三折。但随着相应技术的发展以及在一些重要场合下红外和可见光技术不能提供最佳解决方案的时候，毫米波由于其区别于普通微波的特点，其潜在的研究和应用价值日益突出，所以近年来对毫米波的研究掀起高潮。 2 毫米波在大气中的传播 毫米波在通信、雷达、遥感和射电天文等领域有大量的应用。要想成功地设计并研制出性能优良的毫米波系统，必须了解毫米波在不同气象条件下的大气传播特性。影响毫米波传播特性的因素主要有：构成大气成分的分子吸收（氧气、水蒸气等）、降水（包括雨、雾、雪、雹、云等）、大气中的悬浮物（尘埃、烟雾等）以及环境（包括植被、地面、障碍物等），这些因素的共同作用，会使毫米波信号受到衰减、散射、改变极化和传播路径，进而在毫米波系统中引进新的噪声，着诸多因素将对毫米波系统的工作造成极大地影响，因此我们必须详细研究毫米波的传播特性。 2.1 大气的吸收 毫米波在近地大气层中的衰减一般要比微波频段严重的多，特别是在大气成分的吸收谱线附近。在毫米波频段，大气衰减的极值出现在60GHz、119GHz（这是氧气分子的两条吸收谱线）和183GHz（这是水蒸气的吸收谱线）等频率处。水蒸气和氧气之所以造成这么大的影响，是应为它们的分子具有极化结构。水蒸气是电极化分子，氧气是磁极化分子，这些极化分子与入射波作用产生强烈的吸收，吸收的强弱与环境的大气压力、温度以及海拔高度有关。随着高度的增加，大气变得稀薄，吸收系数也迅速减少，即使是同一高度，也会因地区和时间不同，吸收系数变化1倍以上，图2.1给出了毫米波大气吸收的平均幅值，其中实线是海平面处的吸收系数，虚线是海拔4km处的吸收系数。 图 2. 1 晴朗天气水平传播的毫米波的单程衰减
超声波频率的选择
超声波频率的选择 1、超声波原理： 超声波清洗是基于空化作用，即在清洗液中无数气泡快速形成并迅速内爆。由此产生的冲击将浸没在清洗液中的工件内表面的污物剥落下来。随着超声频率的提高，气泡数量增加而爆破冲击力减弱，因此，高频超声特别适用于小颗粒污垢的清洗而不破坏其工件表面。 气泡是在液体中施加高频（超声频率）、高强度的声波而产生的。因此，任何超声清洗系统都必须具备三个基本元件：盛放清洗液的槽、将电能转化为机械能的换能器以及产生高频电信号的超声波发生器。 2、换能器和发生器 超声清洗系统最重要的部分是换能器。现存两种换能器，一种是磁力换能器，由镍或镍合金制成；一种压电换能器，有锆钛酸铅或其他陶瓷制成。 将电材料放入电压变化的电厂中时，它会发生变形，这就是所谓的“压电效应”。相对来说，磁力换能器是用会在变化的磁场中发生变形的材料制成的。 无论使用何种换能器，通常最基本的因素为其产生空化效应的强度。超声波和其它声波一样，是一系列的压力点，即一种压缩和膨胀交替的波。如果声能足够强，液体在波的膨胀阶段被推开，由此产生气泡；而在波的压缩阶段，这些气泡就在液体中瞬间爆裂或内爆，产生一种非常有效的冲击力，特别适用于清洗。这个过程被称做空化作用。 3、选择准确工作频率的重要性： 当工作频率很低（在人的听觉范围内）就会产生噪音。当频率低于20kHz，工作噪音不仅变得很大，而且可能超出职业安全与保健法或其他条例所规定的安全噪音的限度。在需要高功率去处污垢而不用考虑工件表面损伤的应用中，通常选择从20kHz到30kHz范围内的较低清洗频率。该频率范围内的清洗频率常常被用于清洗大型、重型零件或高密度材料的工件。 随着科技的进步，精密清洗的工件越来越精细，清洁度要求也越来越高。在精密清洗的应用上（如线路板、二极管、液晶体、半导体等）使用传统的频率（20~30kHz），我们会发现不但没法达到清洗的要求，而且还可能造成工件的损伤。最典型的例子就是关于军用电子产品，业已明文规定不允许使用传统的频率（20~30kHz）的超声波清洗。 其实在一些欧美、日本等发达国家，已通过选用高频（80kHz或以上频率）使这个问题得到了解决。那么为什么高频率清洗能避免对工件的损伤呢？大家都知道超声波清洗的基本原理是基于液体的空化效应。事实上空化效应的强度直接跟频率有关，频率越高，空化气泡越小，空化强度越弱，且其减弱的程度非常大。举例说，如将25kHz时的空化强度比作1，40kHz时空化强度则为1/8，到了80kHz时，空化强度就降到0.02。所以如果频率选择正确，超声波损伤工件的问题就不存在了。 这里必须区分二个概念：功率和频率。在精密清洗中，当一定频率的超声清洗后达不到清洁的效果时，如果工件上要去除的杂质颗粒较大，可能是超声功率不足，增加超声功率就可以解决该问题；但如果工件上要去除杂质颗粒非常小，那么无论功率怎么增大，都无法达到清洁的要求。从物理上分析其:原因当液体流过工件表面时，会形成一层粘性膜。低频时该层粘性膜很厚，小颗粒埋藏在里面，无论超声的强度多大，空化气泡都无法与小颗粒接触。 故无法把小颗粒除去：而当超声频率升高时，粘性膜的厚度就会减少，空化泡就可以接触到小颗粒，将他们从工件表面剥落。由此可见，低频的超声清除大颗粒杂质的效果很好，但清除小颗粒杂质效果很差。相对而言，高频超声对清除小颗粒杂质则特别有效。 在精密清洗的应用上，高频超声波清洗已经成为一种标准，所以超声频率的选择对清洗的效果有决定性的影响。
无线电频率划分表
无线电频率划分表 2008年11月22日星期六上午 01:00 无线电频率划分表(KHz)一(9-5730KHz) 1： 9以下,不划分 2： 9-14,无线电导航 3： 14-19.95,固定,水上移动 4： 19.95-20.05标准频率和时间信号(中心频率20KHz) 5： 20.05-70,固定,水上移动 6： 70-95,固定,水上移动,无线电导航 7： 95-105,标准频率和时间信号(中心频率100KHz),无线电导航8： 105-160,固定,水上移动,无线电导航 9： 160-200,固定,航空无线电导航 10： 200-285,航空无线电导航 11： 285-315,水上无线电导航(无线电标航),(航空无线电导航) 12： 315-325,航空无线电导航,水上无线电导航(无线电标航) 13： 325-405,航空无线电导航,(航空移动) 14： 405-415,无线电导航 15： 415-495,水上移动(航空无线电导航) 16： 495-505,移动(遇险和呼叫) 17： 505-526.5,水上移动,航空无线电导航 18： 526.5-535,广播,航空无线电导航 19： 535-1606.5,广播 20： 1606.5-1800,固定,移动,无线电导航 21： 1800-2000,固定,移动(航空移动除外),无线电导航,业余22： 2000-2065,固定,移动,无线电导航 23： 2065-2107,水上移动 24： 2107-2170,固定,移动,无线电导航 25： 2170-2173.5,水上移动 26： 2173.5-2190.5,移动(遇险和呼叫) 27： 2190.5-2194,水上移动 28： 2194-2300,固定,移动 29： 2300-2495,固定,移动,广播 30： 2495-2505,标准频率和时间信号(中心频率2500KHz) 31： 2505-2850,固定,移动 32： 2850-3155,航空移动 33： 3155-3200,固定,移动 34： 3200-3230,固定,移动,业余 35： 3230-3400,固定,移动(航空移动除外),广播 36： 3400-3500,航空移动 37： 3500-3900,固定,移动,业余 38： 3900-3950,广播,航空移动 39： 3950-4000,固定,广播 40： 4000-4063,固定,移动(航空移动除外) 41： 4063-4438,水上移动
加载高介电薄层的宽带频率选择表面吸波材料设计与制备研究-
文章编号:１００１-９７３１(２０１５)１９-１９０７５-０５ 加载高介电薄层的宽带频率选择表面吸波材料设计与制备研究?沈一杨１,裴志斌１,屈绍波１,庞永强１,王甲富１,张安学２ (１．空军工程大学理学院,西安７１００５１;２．西安交通大学电子信息工程学院,西安７１００４９) 摘一要:一设计仿真并实验验证了一种加载高介电薄层的宽带频率选择表面吸波材料,该吸波材料由FR４介质板二电阻损耗型频率选择表面二聚氨酯泡沫和金属背板组成.仿真结果表明,该吸波材料对入射电磁波在３．６~２４GHz频段范围内具有９０％以上的吸收效果,且具有极化无关和宽入射角的吸收特性.加载高介电薄层的频率选择表面吸波材料的相对带宽能够达到带宽极限的５８．０％,较未加载高介电薄层的优化带宽增加了１１．０％,证明了加载高介电薄层有利于从结构上改善材料的吸收带宽.同时,通过Smith圆图从阻抗匹配的角度进一步分析论证了加载高介电薄层有利于在更宽的频段范围内提升吸波材料与空气的阻抗匹配程度,从而实现宽带强吸收.该吸波材料电磁结构与夹层复合材料的力学结构非常类似,便于实现吸波与力学性能的兼容,具有一定的工程应用价值.关键词:一频率选择表面吸波材料;高介电薄层;宽带; 夹层结构 中图分类号:一TB３４文献标识码:A DOI:１０．３９６９/j．issn．１００１-９７３１．２０１５．１９．０１６ １一引一言 Salisbur y[１-２]和Jaumann[３]吸收屏是通过将电阻层置于距离金属背板前１/４个波长处以实现对入射电磁波在某一频率或是多个频率处的有效吸收.前者是一种典型的窄带型吸波结构,后者却存在厚度大的不足,很大程度上制约了上述吸波结构在工程中的应用.在此基础上,Munk等[４-５]提出了利用损耗频率选择表面替代Salisbur y吸波屏中的电阻层,通过频率选择表面低频段的电容响应特性和高频段电感特性可获得宽带吸波性能.为了降低吸波材料厚度,En g heta[６]提出了利用高阻抗表面的同相反射特性来实现吸波材料的构想,突破了传统吸波材料的１/４波长厚度.事实上,高阻抗表面吸波材料可以看作是频率选择表面吸波材料的低频部分[７],这就决定了其吸波带宽通常较窄.因此,在实际应用中吸波材料的带宽与厚度往往需要进行折中处理.目前,拓展频率选择表面吸波材料带宽的主要途径包括:(１)采用具有频散特性的磁性材料替代电介质基体[８-１２],例如R．F．Huan g等[１２]理论和实验验证了采用铁氧体磁性材料代替传统介质材料可有效拓宽频率选择表面吸波材料的工作带宽;(２)利用频率选择表面的多谐振特性激发多个吸收峰[１３-１７],例如Y．P．Shan g等[１７]利用双金属环加载集总元件设计实现了具有３个吸收峰的宽带吸波材料. 根据电磁理论可知,接地基体的阻抗在低于１/４波长频段范围内呈现感性,即阻抗虚部大于０,且频率越低其值越小.因而为了改善低频段阻抗匹配特性,频率选择表面等效阻抗的虚部也应具有较小的量,即需要增大其等效电容的值.频率选择表面等效电容值与其上下表面材料的介电常数密切相关,等效介电常数越大,频率选择表面的等效电容越大[５].基于此考虑,且为了进一步提升吸波材料的宽带阻抗匹配特性[１８],本文提出在频率选择表面上加载高介电薄层改善此吸波材料的低频性能.结果表明,加载高介电薄层的吸波结构在３．６~２４GHz频段范围内对电磁波具有９０％以上的吸收特性,且具有极化不明感和宽入射角的吸收特性.此外,本文研究的宽带吸波结构将电阻损耗型频率选择表面封装在材料内部,可以避免外界环境因素对电阻膜的影响,且便于和常用夹层结构复合材料兼容实现力学与电磁吸波多功能一体化,具有一定的工程应用价值. ２一仿真结果与讨论 按照频率选择表面上加载高介电薄层的吸波结构如图１所示,由上到下依次为高介电层二方形损耗型频率选择表面二低介电层和金属底板.材料的吸收率可表示为 A(ω)＝１－R(ω)－T(ω) 一一其中,透射率T(ω)＝|S２１|２和反射率R(ω)＝|S１１|２.由于金属背板的存在,透射率T(ω)＝０,因此本文采用反射率来表征材料的吸波性能.本文所用的高介电材料选用商业FR４基板,介电常数为εr＝４．３(１＋j０．０２５),厚度为h;方形电阻膜的边长为p,方阻为R s,此电阻膜厚度可忽略不计;低介电层为泡沫材料,介电常数为１．２,厚度为d;金属底板为电导率为 ５７０９１ 沈一杨等:加载高介电薄层的宽带频率选择表面吸波材料设计与制备研究 ?基金项目:国家自然科学基金资助项目(６１３３１００５,１１２０４３７８,１１２７４３８９,６１４７１３８８);中国博士后科学基金资助项目(２０１３M５３２１３１,２０１３M５３２２２１);陕西省基础研究计划资助项目(２０１３JM６００５);全国优秀博士论文作者专项资金资 助项目(２０１２４２) 收到初稿日期:２０１４-１１-１９收到修改稿日期:２０１５-０５-０７通讯作者:裴志斌,E-mail:p eiZhiBin＠１２６．com 作者简介:沈一杨一(１９９０－),男,江苏淮安人,硕士,师承裴志斌教授,从事超材料吸波设计与应用研究.