Ansoft 分析频率选择表面FSS

Ansoft分析频率选择表面FSSAnsoft高级培训班教材Ansoft分析频率选择表面FSS苏涛谢拥军编著西安电子科技大学Ansoft培训中心Ansoft分析频率选择表面FSS第一章序言第二章创建项目第三章建立几何模型第四章设定无穷阵列和边界第五章设定入射波第六章设定解第七章解的后处理第一章序言本文讲解使用Ansoft产品分析频率选择表面。

由于频率选择表面是场的问题，所以主要采用平面电磁分析(Ansoft Designer中的Ensemble)和高频结构仿真(HFSS)。

现在，Ansoft在Designer里集成了PMM(Periodic Moment Method)，就像过去在HFSS中集成Master/Slave边界一样，给工程师带来了2D和3D阵列的分析工具，而无需自己编程。

再一次，增加了收益。

下面就是使用Ansoft Designer分析FSS的实例。

第二章创建项目图1 Ansoft Designer界面1、在Project Manager窗口中Project1默认工程上右击鼠标，选择Insert 项目，插入Planar EM Design图2 插入一个Planar EM Design 也可以在菜单条目中直接点击Planar EM Design的图标图2 菜单条中直接点击图标加入Planar EM Design 2、在弹出的Layout窗口中点击None按钮，表示自己定义基板。

图3 选择基板窗口3、存储工程。

点击存盘图标(或选择菜单File/Save)，输入工程名字hexagon，并存盘。

最终工作界面如图4所示。

图4 最终工作界面第三章建立几何模型 1、建立基板结构。

(1)点击工具栏图标图5 点击Layers dialog (2)在弹出窗口中选择Stackup，准备Add Layer图6 Stackup标签项中加入层Add Layer (3)点击Add Layer按钮，加入接地层，名字Gnd，类型metalizedsignal。

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。

频率选择表面天线罩的研究郑书峰尹应增马金平刘璐张建成（西安电子科技大学天线与微波技术国家重点实验室，西安 710071）摘要：本文从Y环形孔径频率选择表面（FSS）的传输特性出发，针对定向天线和全向天线分别设计出了具有带通特性的平面和柱面FSS天线罩，并从远场和近场两方面对天线及天线罩系统的电磁特性进行了仿真分析，并进行了实验验证。

结果表明设计出的FSS天线罩为天线的远场方向图带来较小畸变的同时，能够很好地降低天线间的互耦。

关键词：频率选择表面（FSS） 天线罩Investigation of Frequency selective surfaces(FSS) Radome ZHENG Shu-feng ，YIN Ying-zeng，MA Jin-ping，LIU Lu，ZHANG Jian-cheng (Institute of Antennas and Electromagnetic Scattering，Xidian University, Xi'an 710071，China)Abstract: Two types of planar and cylindrical FSS radome with band-pass property corresponding respectively with directional and unidirectional antennas are designed on the basis of Y loop slot FSS’s transmission characteristic. The electromagnetic characteristic of the composite system(antenna and FSS radome)is simulated ,and the experimental results is presented, which indicate that the designed FSS radomes can obviously suppress the coupling between antennas while producing slight aberrance on the radiation pattern of antenna.Keywords: Frequency selective surfaces (FSS);Radome1 引言天线罩是用来保护天线或整个微波系统免受环境影响的外壳，在无线系统中应用广泛。

fss 频率选择表面空气中的声音，让人们生活在昏暗中，仿佛每个人都有各自的声音，这些声音汇集在一起，混合在一起，就像繁复的钟声，寻求着一种新的平衡。

这就是fss频率选择表面的概念。

FSS频率选择表面是一种革新性的声音处理技术，它可以将多种声音源，如噪声、语音、乐器声等，组合在一起，形成一种清晰、纯净的声音，令人耳目一新。

FSS频率选择表面的实际应用，有助于加强对声音的控制，提高声音的质量和效果，为噪声控制和环境保护奠定基础。

FSS频率选择表面的设计是基于人类听觉系统和心理学原理。

在实际应用中，它将多达十余种不同的声源，经过高精度处理，形成一个均衡、统一的声音。

这种技术可以有效地消除噪音，改善声音的体验，提升音乐的表现力，改善动态平衡，使声音变得柔和自然，使播放环境更加舒适、更加安静。

另外，FSS频率选择表面也具备完备的安全功能，可以鉴别恶意的声音，消除有害的高频信号，抑制传播途中的噪声污染，使其不会影响后续传播。

这种技术对于音乐制作和广播录音也极为重要，可以提供一个舒适、安静的环境，改善音质，使声音更加清晰、自然，令人耳目一新。

FSS频率选择表面的应用不仅仅体现在日常的音频处理手段上，还可以用于复杂的超音速飞行计算中。

在此，自动化频率选择技术可以实现针对不同深度和噪声级别的自动调节，使飞行更加安全、舒适，从而大大提高飞行效率。

FSS频率选择表面在航空行业也是一种新兴的技术，可以有效消除超音速飞行途中的噪声污染，提高飞行效率，确保飞行安全。

总之，FSS频率选择表面的技术已经得到了广泛的应用，它不仅能够提升声音的质量和效果，还可以有效消除噪声，改善环境，为人们的安全生活奠定基础。

FSS频率选择表面将继续在未来发挥重要作用，为人们带来更加优质的声音体验，为改善空气污染作出应有的贡献。

射频与微波⼯程实践⼊门-第1章-⽤HFSS仿真微波传输线和元件第⼀章⽤HFSS仿真微波传输线和元件 01.1 Ansoft HFSS概述 01.1.1 HFSS简介 01.1.2 HFSS的应⽤领域 (1)1.2 HFSS软件的求解原理 (1)1.3 HFSS的基本操作介绍 (3)1.3.1 HFSS的操作界⾯和菜单功能介绍 (3)1.3.2 HFSS仿真分析基本步骤 (4)1.3.3 HFSS的建模操作 (5)1.4 HFSS设计实例1——矩形波导的设计 (10)1.4.1 ⼯程设置 (10)1.4.2 建⽴矩形波导模型 (11)1.4.3 设置边界条件 (12)1.4.4 设置激励源wave port (14)1.4.5 设置求解频率 (15)1.4.6 计算及后处理 (15)1.4.7 添加电抗膜⽚ (17)1.5 HFSS设计实例2——E-T型波导的设计 (23)1.5.1 初始设置 (23)1.5.2 建⽴三维模型 (24)1.5.3 分析设置 (27)1.5.4 保存⼯程 (27)1.5.5 分析 (27)1.5.6 ⽣成报告 (28)1.6 HFSS设计实例3——H-T型波导的设计 (31)1.6.1 创建⼯程 (31)1.6.2 创建模型 (32)1.6.3 仿真求解设置 (35)1.6.4 ⽐较结果 (37)1.7 HFSS设计实例4——双T型波导的设计 (39)1.7.1 初始设置 (39)1.7.2 建⽴三维模型 (40)1.7.3 分析设置 (43)1.7.4 保存⼯程 (44)1.7.5 分析 (44)1.7.6 ⽣成报告 (45)1.8 HFSS设计实例5——魔T型波导的设计 (47) 1.8.1 建⽴匹配膜⽚与⾦属杆 (48)1.8.2 分析设置 (48)1.9 HFSS设计实例6——圆波导的设计 (52)1.9.1 初始设置 (52)1.9.2 建⽴三维模型 (53)1.9.3 分析设置 (55)1.9.4 保存⼯程 (56)1.9.5 分析 (56)1.9.6 ⽣成报告 (57)1.10 HFSS设计实例7——同轴线的设计 (64) 1.10.1 初始设置 (64)1.10.2 建⽴三维模型 (65)1.10.3 分析设置 (68)1.10.4 保存⼯程 (69)1.10.5 分析 (69)1.10.6 ⽣成报告 (70)1.11 HFSS设计实例8——微带线的设计 (77) 1.11.1 初始设置 (77)1.11.2 建⽴三维模型 (78)1.11.3 建⽴波导端⼝激励 (79)1.11.4 分析设置 (80)1.11.5 保存⼯程 (80)1.11.6 分析 (81)1.11.7 ⽣成报告 (82)1.11.8 产⽣场覆盖图 (82)1.12 HFSS设计实例9——单极⼦天线的设计 (85) 1.12.1 创建⼯程 (85)1.12.2 创建模型 (85)1.12.3 设置变量 (89)1.12.4 设置模型材料和边界参数 (90)1.12.5 设置求解频率和扫描范围 (93)1.12.6 设置辐射场 (93)1.12.7 确认设置并分析 (93)1.12.8 显⽰结果 (94)1.13 HFSS设计实例10——⽅形切⾓圆极化贴⽚天线的设计 (98) 1.13.1 设计原理及基本公式 (99)1.13.2 创建⼯程和运⾏环境设定 (99)1.13.3 创建模型 (99)1.13.4 求解设置 (100)1.13.5 有效性验证和仿真 (100)1.13.6 输出结果 (100)1.13.7 设置变量与参数建模 (102)1.13.8 创建参数分析并求解 (102)1.13.9 优化求解 (104)1.13.10 输出优化后的结果 (105)1.14 参考⽂献 (108)第⼀章⽤HFSS仿真微波传输线和元件 01.1 Ansoft HFSS概述 01.1.1 HFSS简介 01.1.2 HFSS的应⽤领域 (1)1.2 HFSS软件的求解原理 (1)1.3 HFSS的基本操作介绍 (3)1.3.1 HFSS的操作界⾯和菜单功能介绍 (3)1.3.2 HFSS仿真分析基本步骤 (4)1.3.3 HFSS的建模操作 (5)1.4 HFSS设计实例1——矩形波导的设计 (10)1.4.1 ⼯程设置 (10)1.4.2 建⽴矩形波导模型 (11)1.4.3 设置边界条件 (12)1.4.4 设置激励源wave port (14)1.4.5 设置求解频率 (15)1.4.6 计算及后处理 (15)1.4.7 添加电抗膜⽚ (17)1.5 HFSS设计实例2——E-T型波导的设计 (23)1.5.1 初始设置 (23)1.5.2 建⽴三维模型 (24)1.5.3 分析设置 (27)1.5.4 保存⼯程 (27)1.5.5 分析 (27)1.5.6 ⽣成报告 (28)1.6 HFSS设计实例3——H-T型波导的设计 (31) 1.6.1 创建⼯程 (31)1.6.2 创建模型 (32)1.6.3 仿真求解设置 (35)1.6.4 ⽐较结果 (37)1.7 HFSS设计实例4——双T型波导的设计 (39) 1.7.1 初始设置 (39)1.7.2 建⽴三维模型 (40)1.7.3 分析设置 (43)1.7.4 保存⼯程 (44)1.7.5 分析 (44)1.7.6 ⽣成报告 (45)1.8 HFSS设计实例5——魔T型波导的设计 (47) 1.8.1 建⽴匹配膜⽚与⾦属杆 (48)1.8.2 分析设置 (48)1.9 HFSS设计实例6——圆波导的设计 (52) 1.9.1 初始设置 (52)1.9.2 建⽴三维模型 (53)1.9.3 分析设置 (55)1.9.4 保存⼯程 (56)1.9.5 分析 (56)1.9.6 ⽣成报告 (57)1.10 HFSS设计实例7——同轴线的设计 (64) 1.10.1 初始设置 (64)1.10.2 建⽴三维模型 (65)1.10.3 分析设置 (68)1.10.4 保存⼯程 (69)1.10.5 分析 (69)1.10.6 ⽣成报告 (70)1.11 HFSS设计实例8——微带线的设计 (77) 1.11.1 初始设置 (77)1.11.2 建⽴三维模型 (78)1.11.3 建⽴波导端⼝激励 (79)1.11.4 分析设置 (80)1.11.5 保存⼯程 (80)1.11.6 分析 (81)1.11.7 ⽣成报告 (82)1.11.8 产⽣场覆盖图 (82)1.12 HFSS设计实例9——单极⼦天线的设计 (85)1.12.1 创建⼯程 (85)1.12.2 创建模型 (85)1.12.3 设置变量 (89)1.12.4 设置模型材料和边界参数 (90)1.12.5 设置求解频率和扫描范围 (93)1.12.6 设置辐射场 (93)1.12.7 确认设置并分析 (93)1.12.8 显⽰结果 (94)1.13 HFSS设计实例10——⽅形切⾓圆极化贴⽚天线的设计 (98)1.13.1 设计原理及基本公式 (99)1.13.2 创建⼯程和运⾏环境设定 (99)1.13.3 创建模型 (99)1.13.4 求解设置 (100)1.13.5 有效性验证和仿真 (100)1.13.6 输出结果 (100)1.13.7 设置变量与参数建模 (102)1.13.8 创建参数分析并求解 (102)1.13.9 优化求解 (104)1.13.10 输出优化后的结果 (105)1.14 参考⽂献 (108)第⼀章⽤HFSS仿真微波传输线和元件1.1 Ansoft HFSS概述1.1.1 HFSS简介Ansoft HFSS （全称High Frequency Structure Simulator, ⾼频结构仿真器）是Ansoft公司推出的基于电磁场有限元⽅法（FEM）的分析微波⼯程问题的三维电磁仿真软件，可以对任意的三维模型进⾏全波分析求解，先进的材料类型，边界条件及求解技术，使其以⽆以伦⽐的仿真精度和可靠性，快捷的仿真速度，⽅便易⽤的操作界⾯，稳定成熟的⾃适应⽹格剖分技术使其成为⾼频结构设计的⾸选⼯具和⾏业标准，已经⼴泛地应⽤于航空、航天、电⼦、半导体、计算机、通信等多个领域，帮助⼯程师们⾼效地设计各种⾼频结构，包括：射频和微波部件、天线和天线阵及天线罩，⾼速互连结构、电真空器件，研究⽬标特性和系统/部件的电磁兼容/电磁⼲扰特性，从⽽降低设计成本，减少设计周期，增强竞争⼒。

带阻频率选择表面的设计详细教程
1 引言
 频率选择表面（FSS）是二维周期阵列结构，它由周期性排列的金属贴片单元或在金属屏上周期性排列的孔径单元构成。

这种表面可以在单元谐振频率附近呈现全反射（贴片型）或全传输特性（孔径型），分别称为带阻或带通FSS。

实际的带阻段是由一层或多层被介质层分开的FSS贴片层组成。

为了FSS的频率响应相对于入射角和极化的稳定性，金属贴片层通常镶嵌在多层介质层里。

另外，两层或多层FSS贴片层背靠背叠加在一起可以产生很好的通带特性（平坦的通带，陡降的边带）。

2 带阻频率选择表面的设计
 通常的带阻滤波器是由两层FSS金属层和中间的介质层组成。

中间的介质片决定了传输曲线通带的平坦性，FSS金属层决定了传输曲线的带宽和谐振频率。

介质片的厚度和介电常数非常重要。

介质片的厚度典型的被取在0.5，是阻带中心的波长。

两个FSS层之间的介质层提高了带阻滤波器相对于入射角的稳定性。

尽管从稳定性的角度看，介电系数的值越高越好，但是高的值也引入了高的传输损耗。

这样，根据设计需要，必须对介电系数的取值做综合的考虑。

fss 频率选择表面频率选择表面（FSSP）是一种廉价，可靠和可扩展的无线手段，用于传输大量数据。

它可以提供稳定的链路，广泛应用于室内环境。

本文将介绍FSSP的相关技术，并详细介绍其优点和劣势。

FSSP是一种无线技术，它使用宽带带宽和调整跳跃频率来传输大量数据。

它可以提供室内环境中超高速的通信链路，并且具有低成本、易操作和容易扩展的优点。

FSSP使用额外的负载能力，即预定义的跳跃频率，这些跳跃频率会在一段时间内由系统自动调整。

这被称为“无线自适应频率调整”，它可以帮助FSSP的操作能力得到最大化，从而实现最佳的通信效率。

FSSP具有以下优点：*用性：FSSP具有高可用性，它不会受到其他无线媒体的干扰，从而可以保证高度的可靠性和安全性。

*信质量：FSSP可以提供高速、高质量的通信服务，具有良好的无线信号和质量。

*方位支持：FSSP可以满足室内环境中不同应用需求，支持多种多样的传输架构。

*于安装和运行：FSSP具有自动调整和操作的特点，因此安装和运行起来非常简单，易于使用。

* 低成本：FSSP比传统的有线技术更加廉价，也更易于扩展，可以降低系统的整体成本。

另外，FSSP也存在一些劣势：*离限制：由于FSSP采用无线传输，它的通信距离有限，一般只能在室内环境使用。

* 传输有限：由于FSSP是一种无线技术，它的传输效率有限，因此它不适合传输大量数据。

总而言之，FSSP是一种廉价可靠的无线技术，具有高可用性、高质量的通信服务和易于安装的优点，可以满足室内环境中不同的应用需求。

但是它也受到距离和传输效率的限制，因此需要根据具体的应用需求来进行权衡选择。

Ansoft HFSS 软件的基本原理及应用一、简介（Brief Introduction）Ansoft HFSS （全称High Frequency Structure Simulator, 高频结构仿真器）是Ansoft公司推出的基于电磁场有限元方法（FEM）的分析微波工程问题的三维电磁仿真软件，可以对任意的三维模型进行全波分析求解，先进的材料类型，边界条件及求解技术，使其以无以伦比的仿真精度和可靠性，快捷的仿真速度，方便易用的操作界面，稳定成熟的自适应网格剖分技术使其成为高频结构设计的首选工具和行业标准，已经广泛地应用于航空、航天、电子、半导体、计算机、通信等多个领域，帮助工程师们高效地设计各种高频结构，包括：射频和微波部件、天线和天线阵及天线罩，高速互连结构、电真空器件，研究目标特性和系统/部件的电磁兼容/电磁干扰特性，从而降低设计成本，减少设计周期，增强竞争力。

Ansoft HFSS的应用领域：天线1. 面天线：贴片天线、喇叭天线、螺旋天线2. 波导：圆形/矩形波导、喇叭、波导缝隙天线3. 线天线：偶极子天线、螺旋线天线4. 天线阵列：有限阵列天线阵、频率选择表面（FSS）、5. 雷达散射截面（RCS）微波1. 滤波器：腔体滤波器、微带滤波器、介质滤波器2. EMC（Electromagnetic Compatibility ）/EMI（Electromagnetic Intergerence ）：屏蔽罩、近场－远场辐射3. 连接器：同轴连接器\底板、过渡4. 波导：波导滤波器、波导谐振器、波导连接器5. Silicon/GaAs：螺旋电感器、变压器通过HFSS可以获取的信息：1．矩阵数据：S、Y、Z参数和VSWR（匹配）2．相关的场：2D/3D近场－远场图电场、磁场、电流（体/面电流）、功率、SAR辐射3．某空间内的场求解求解类型：Full-wave求解原理：3D有限元法（FEM）网格类型：等角的网格单元：正四面体网格剖分形式：自适应网格(Adaptive Meshing)4．激励：端口求解求解原理：2D-FEM形式：自适应网格（边界条件）HFSS软件的求解原理总体来说，HFSS软件将所要求解的微波问题等效为计算N端口网络的S矩阵，具体步骤如下：●将结构划分为有限元网格（自适应网格剖分）●在每一个激励端口处计算与端口具有相同截面的传输线所支持的模式●假设每次激励一个模式，计算结构内全部电磁场模式●由得到的反射量和传输量计算广义S矩阵图1 求解流程图自适应网格剖分是在误差大的区域内对网格多次迭代细化的求解过程，利用网格剖分结果来计算在求解频率激励下存在于结构内部的电磁场。

三维频率选择表面一、引言频率选择表面（FSS）是一种重要的电磁特性材料，能够实现特定频率的电磁波的传输和反射。

传统的二维频率选择表面已经得到了广泛的应用，但是随着科技的发展，人们对频率选择表面的性能和应用领域提出了更高的要求。

因此，三维频率选择表面应运而生，具有更高的灵活性和更广泛的应用前景。

二、三维频率选择表面的基本原理频率选择表面的工作原理主要是利用金属或半导体的薄膜或贴片在特定频率下呈现出不同的电导性和介电常数，从而实现对电磁波的传输和反射。

三维频率选择表面则是将传统的二维结构扩展到三维空间，通过设计不同形状和大小的单元结构，实现对不同方向和角度的电磁波的传输和反射。

三、三维频率选择表面的研究现状目前，国内外对三维频率选择表面的研究主要集中在设计方法、制备工艺和性能优化等方面。

一些最新的研究成果已经展示了三维频率选择表面的巨大潜力。

例如，一种基于FDTD算法的三维频率选择表面设计方法，可以实现精确的电磁波控制和优化；一种基于纳米压印技术的三维频率选择表面制备工艺，可以获得高精度、高稳定性的结构；一种具有高透射率和宽频带的三维频率选择表面，可以实现高效的电磁波传输和反射。

四、三维频率选择表面的应用领域三维频率选择表面具有广泛的应用领域，包括军事、通信和雷达系统等。

在军事领域，三维频率选择表面可以实现雷达隐身、红外隐身和电磁防护等功能；在通信领域，三维频率选择表面可以用于天线设计、电磁屏蔽和电磁兼容等方面；在雷达系统领域，三维频率选择表面可以用于雷达信号处理、目标识别和跟踪等方面。

五、三维频率选择面的挑战与解决方案尽管三维频率选择表面具有广泛的应用前景，但也面临着一些挑战，如制造工艺、性能提升和应用拓展等。

针对这些问题，可以采取一些解决方案，如采用先进的纳米压印技术实现高精度结构制备；通过优化设计方法和制备工艺提高三维频率选择表面的性能；拓展三维频率选择表面的应用领域，如生物医学、环境监测等领域。

文章编号:100526122(2006)0120048204含各向异性介质衬底频率选择表面的直线法分析3林宝勤,徐利军,袁乃昌(国防科技大学电子科学与工程学院微波技术中心,长沙410073)摘　要:　运用直线法对一以单轴各向异性介质层为衬底的频率选择表面(FSS)进行了分析,考虑到介质层的各向异性,文中对直线法的常用方式作出了一定的修改,并详细介绍了整个方法实现过程。

最后,对几套不同介电参数的FSS进行了计算,考虑了介质衬底的各向异性对FSS电磁特性的影响。

关键词:　频率选择表面,介质各向异性,直线法Analysis of Frequency Selecti ve Surfaces withUn i a xi a l An isotropi c SubstrateL I N Bao2q i n,XU L i2jun,Y UAN Na i2chang(Institute of Electronic Science and Engineering,NUD T,Changshai410073,China)Abstract:　The scattering of electr omagnetic waves fr om Frequency Selective Surfaces(FSS)with uniaxial anis otr op ic substrates is investigated by means of the M ethod of L ines.The Method of L ines is modified because of the dielectric anis ot2 r opy and the p r ocess of the method is p resented in detailed.Finally,Some FSS with different dielectric para meters are com2 puted,and the influence of dielectric anis otr opy on the electr omagnetic characteristics of FSS is considered.Key words:　Frequency selective surfaces(FSS),D ielectric anis otr opy,Method of line引　言频率选择表面(FSS)是一种周期性的平面结构,对不同频段的入射电波具有有选择性的反射或透射特性,因而在卫星、雷达以及现代通信系统中得到了广泛应用[1～4]。

基于HFSS和ADS仿真软件的频率选择表面教学探索基于HFSS和ADS仿真软件的频率选择表面教学探索摘要：本文介绍了基于HFSS和ADS仿真软件的频率选择表面（Frequency Selective Surface，FSS）教学探索。

首先，对FSS的基本原理进行了简要介绍，着重阐述了其在无线通信、雷达系统和微波天线等领域的应用。

然后，针对FSS的设计与工程问题，我们结合HFSS和ADS两款仿真软件，进行了一系列实验和探索，包括FSS的设计与优化、特性分析和性能测试等。

最后，我们总结了本次探索的经验和收获，并对FSS的研究和应用前景进行了展望。

关键词：频率选择表面；HFSS；ADS；无线通信；雷达系统；微波天线1. 引言频率选择表面是一种具有特殊结构和周期性布置的表面材料，能够在特定频率范围内选择性地通过或反射电磁波。

由于其较高的频率选择性和紧凑的结构特点，FSS在无线通信、雷达系统和微波天线等领域具有广泛的应用潜力。

然而，由于FSS设计和工程问题的复杂性，许多学生在学习和掌握FSS的过程中面临困难。

因此，本文基于HFSS和ADS仿真软件，尝试探索一种新的FSS教学方法，旨在提高学生的学习兴趣和实践能力。

2. FSS的应用和原理2.1 无线通信领域FSS在无线通信领域的应用主要集中在天线和终端设备方面。

通过设计合适的FSS结构，可以实现天线的宽带性能和阻塞频段选择，提高天线收发能力。

2.2 雷达系统领域FSS在雷达系统中的应用主要体现在反射面和散射体方面。

通过合理设计FSS反射面的结构和参数，可以改变雷达系统的工作频率和波束方向，提高雷达系统的性能和探测能力。

2.3 微波天线领域FSS在微波天线中的应用主要集中在增益和频率选择性方面。

通过引入FSS结构，可以获得较高的天线增益和选择性频率特性，提高微波天线的性能。

3. HFSS和ADS仿真软件的应用3.1 FSS的设计与优化通过HFSS仿真软件，可以对FSS的电磁场分布、S参数和功率反射系数进行仿真和分析。

基于HFSS的频率选择表面设计与优化基于HFSS的频率选择表面设计与优化摘要: 频率选择表面(FSS)是一种能够选择性地通过或反射指定频段电磁波的微型结构。

本文旨在介绍基于高频电磁场模拟软件(HFSS)的频率选择表面设计与优化过程。

通过HFSS软件的模拟分析，可以实现对FSS的性能评估和优化。

采用该方法不仅可以提高FSS的选择性能，还能节约设计成本和缩短开发周期。

一、介绍频率选择表面是一种用于控制电磁波在不同频段的透射和反射的微型结构。

它通过制备针对特定频段的结构，实现在其他频段上表现为反射或透射。

FSS在通信、电磁兼容性以及天线设计等领域具有广泛的应用。

在设计FSS时，如何能够准确地预测其性能表现是一个重要的问题。

二、HFSS的原理HFSS是一种基于有限元法的高频电磁场模拟软件。

它可以用于分析和优化各种微型结构与射频器件。

HFSS使用了Maxwell 方程组的数值解法，可以准确地模拟电磁场的分布和传输特性。

HFSS广泛应用于天线设计、微波电路设计以及高频器件的仿真分析等方面。

三、FSS设计与优化过程1. 定义设计目标：首先需要确定FSS设计的目标，例如需要选择特定频段的电磁波、控制透射和反射等。

2. 几何建模：使用HFSS软件进行几何建模，将FSS结构导入软件，并设置相应的材料参数和界面条件。

3. 模拟设置：确定FSS的工作频率范围，设置适当的场激励方式和约束条件。

4. 模拟分析和评估：对FSS结构进行电磁场模拟分析，评估FSS的性能表现。

通过分析得到的S参数、功率透射谱和功率反射谱等，可以对FSS的性能进行定量评估。

5. 优化设计：根据分析结果，对FSS的几何参数进行调整和优化，例如单位单元的大小、周期、材料参数等。

6. 重复模拟与优化：根据优化设计结果，重复进行模拟与优化步骤，直到达到设计目标。

四、应用案例假设需要设计一个工作频率为5GHz的FSS结构，实现对其他频段电磁波的选择性传输。

首先，在HFSS软件中进行几何建模，设定频率范围为4-6GHz，并设置TE10场激励。

fss 频率选择表面今天，我们将一起来讨论“FSS频率选择表面”。

FSS（复杂表面波导）频率选择表面是一种微纳米技术，它可以用来改变和控制电磁波的传播。

它是一种大面积、弹性和低成本的电磁掩模，可以用来控制或分离空间频谱上的信号。

FSS可以用来创建高分辨率的电磁模拟，以进行复杂的天线和电磁参数测量。

这种技术可以极大地提高通信系统的信号传输效率，并最大限度地减少多普勒效应对信号质量的负面影响。

FSS频率选择表面也可以用于改善无线电视系统的信号效率，以及从电磁目标和多路径干扰中获取有效信息。

FSS频率选择表面由大量的空间频率分布的结构组成。

它们常常由金属网格或复杂的带状结构组成，并通过两个特定的基本几何特征进行表征，即平均轮廓和平均孔径尺度。

为了实现高效的电磁模拟，FSS表面需要仔细地设计，以使其在指定频率范围内具有良好的反射和屏蔽性能。

在FSS频率选择表面的设计中，需要考虑常数、频率和尺寸效应。

通常情况下，FSS表面的大小被定义为由频率决定的特定尺寸，并考虑其他因素，如表面的大小和结构的形状。

设计过程还包括确定使用的材料，因为材料可以影响表面的性能。

FSS频率选择表面的制造也是一个重要的步骤，通常包括特殊的制造技术或复杂的空间结构。

制造过程可以采用多种技术，其中包括纳米技术、微型加工技术，以及激光刻蚀技术等。

此外，FSS频率选择表面的测试和评估也是重要的，它能够提供有关性能的准确信息。

这包括测量反射系数和屏蔽系数，并确定表面是否能够在预定义的范围内实现有效的电磁模拟。

从以上内容可以看出，FSS频率选择表面是一种优秀的电磁模拟技术，它可以通过改善无线电视系统的信号传输效率和提高通信系统的信号传输性能来改善网络质量。

但是，这需要设计、制造和测试步骤，以确保FSS表面能够实现有效的电磁模拟。

频率选择表面研究与设计刘国盛;田辉【摘要】This paper studies the frequency selective surface (FSS).By investigating FSS in different structures,a kind of band pass FSS on normal dielectric material using HFSS is designed and simulated.In 20％bandwidth,the transmission attenuation of this kind of FSS is lower than-2 dB when vertical irradiation,the transmission characters when the incident microwave come from different direction is also studied.%对频率选择表面进行了研究,通过研究不同结构的频率选择表面,在现有介质材料的基础上设计了一种具有带通特性的频率选择表面,并用Ansoft HFSS进行了仿真设计.在20％带宽内实现了垂直照射传输损耗小于-2 dB,并研究了电磁波在不同入射角度下的传输特性.【期刊名称】《现代防御技术》【年(卷),期】2013(041)003【总页数】5页(P106-110)【关键词】频率选择表面;带通;垂直照射;传输特性【作者】刘国盛;田辉【作者单位】中国航天科工集团公司二院25所,北京 100854;中国航天科工集团公司二院25所,北京 100854【正文语种】中文【中图分类】TN820.8+10 引言在安装有雷达传感器的各类飞行器上，希望雷达天线罩在工作频段内实现低损耗传输，而在工作频段外像金属罩一样，与飞行器外形相赋形，从而达到低雷达散射截面的目的，构成各类隐身飞行器。

频率选择表面是一种空间滤波器，它可作为雷达天线的带通天线罩，在工作频段内既可以有效降低外来干扰，又可以减小前向电磁散射，从而降低目标RCS［1］。

频率选择表面的分析方法和仿真技术研究
孙艳军;董连和;陈宇;冷雁冰
【期刊名称】《红外》
【年(卷),期】2010(31)3
【摘要】采用有限元法对频率选择表面进行分析,研究Ansoff HFSS软件用于频率选择表面仿真的可行性.以六边形单元频率选择表面为实例探索Ansoff HFSS软件仿真频率选择表面的方法及过程.采用光刻技术制作出六边形单元频率选择表面样片.通过对仿真曲线和样片实测曲线的对比,证明Ansoft HFSS软件用于频率选择表面仿真的方法是正确的.同时,通过圆环和十字单元结构的实例,进一步验证了其仿真的可靠性.软件仿真中同时考虑了频率选择表面的频域特性和时域特性,而用传统的计算方法设计的频率选择表面只能考虑其中的一种特性,因此该仿真设计方法更准确.
【总页数】6页(P24-29)
【作者】孙艳军;董连和;陈宇;冷雁冰
【作者单位】长春理工大学光电工程学院,吉林长春130022;长春理工大学光电工程学院,吉林长春130022;长春理工大学电信学院,吉林长春130022;长春理工大学光电工程学院,吉林长春130022
【正文语种】中文
【中图分类】V243.4
【相关文献】
1.任意单元频率选择表面的有效分析方法 [J], 卢俊;孙连春
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3.有限频率选择表面电磁散射特性的分析方法 [J], 李成;曹毅;童创明
4.基于模匹配技术的频率选择表面分析方法 [J], 卢俊;孙连春
5.基于等效电路分析方法的微型频率选择表面设计 [J], 陈丙根
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