Giriş: S-Parametreler FSS Performansını Tanımlıyor
Frekans Selective Surfaces (FSS) periyodik yapılar frekans, kutuplaşma ve inme parametrelerine dayanan elektromanyetik dalgalar filtrelemek için mühendisidir. Bu yüzeyler radomes'te kritik bileşenler olarak hizmet eder, anten reflektörler, dichroic alt-reflektörler ve elektromanyetik kalkanlar savunma, havacılık ve ticari iletişim sistemleri.Görüntü ve karakterizasyon kavramı, gerçek bir boyutlandırma yöntemlerinin altında, veya S-parametrelerin nasıl etkileneceğini tahmin eder.
Elektromanye Networks'teki S-Parametrelerin Vakfı
Sparametreler karmaşık, frekans bağımlı miktarlar, seyahat dalgaları açısından lineer elektrik ağlarını karakterize eden.İki kanal cihazı için, tam set dört terimden oluşur: 03.3. Bir FSS bağlamında, yapı bir iki kanal ağı olarak ele alınır ve diğer porttaki bağlantıyı belirtir:
- [FONT:0]S11[DÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜ: 0,8.11[DÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜye Olmayanlar, 2. Limanda 1. Limana Göre Bu Türlü Dalgayı Değiştiren Dalgayı Değiştiren Dalgalar Üzerine Bir Şekilde Gösteriyor.
- [FONT:0]S21[DÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜŞÜNÜDÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞ
- [FONT:0]S12[[Dönetici:0] – pasif, karşılıklı medya için, aktif veya non-reciprocal yapılar için bağımsız olarak tanımlanır. pratikte, S12 ve S21 neredeyse tüm pasifik tasarımları için aynıdır, tutarlı bir kontrol için kullanışlı bir geçiş sağlar.
- [FONT:0]S22[DÜDÜT:1] - Çıktı yansıma katsayısı, S11'e analog, ancak karşı tarafta ölçülmelidir.Sacmetric FSS elementleri için S22 eşit S11; element veya substrat yığınında asimetriklik bu değerlerin farklılığa neden olabilir.
Ücretsiz alanda FSS analizinde, etiketler genellikle değişir: yansıma katsayıları (S11) ve iletim katsayı T (CIA'ya eşit olarak kullanılmamalıdır.Ne olursa olsun, matematiksel çerçeve aynı kalır. S-parametreleri temel koruma yasalarıyla bağlantılıdır.
NPort S-Parameter Matrix for Termic Structures
Birçok FSS ders kitabı, iki kanal ağı olarak yüzeye tedavi ederken, daha genel bir görünüm, daha yüksek sipariş edilen Floquet modları veya ortogonal kutuplaşmaları ile daha karmaşık hale getirir.Gruplar genellikle arka plandaki dalgalar ile çevrilir.
Elektromanyetik Solvers'taki S-Parametreleri Simulating S-Parameters in Electromagnetic Solvers
Modern FSS tasarımı, periyodik sınır koşulları ile tek bir birim hücresi modelleyerek yoğun olarak dayanır.Normal bir algoritma olarak, bir uçaktaki dalga yayılımı (MoM), ve tam zamanlı olarak uygun zaman alanı (FDTD) tüm ekstraksiyon S-parametreleri, işlem alanı ve dekomüksiyonda toplam alan ile ilgili olarak, bu dalgalardaki bir porta eklenerek devre dışı bırakılır.
Liman kalibrasyonu ve de-embedding seçimi, referans uçaklarının tam olarak FSS yüzeyinde yer almasını sağlar. sonsuz seriler için, periyodik (Floquet) port koşulunu, birimli bir yüzeyin davranışını yeniden üretir. Tüm bunlar, Floquet port yeteneklerinin fonksiyonlarını sağlar ve genellikle kutuplama (TE veya TM) için daha fazla sayıdaki alternatifleri otomatik olarak yapılandırabilir.
FSS Performansı için S-Parameter Data'ı Yorumlama
Raw Sparameter büyüklüğü ve faz verileri FSS davranışı hakkında bir hikaye anlatıyor. Tipik bir grupla (reflektif) FSS, |S21| (near 0) ve bir sonraki saat içinde zirveye veya bir uzaysal geçiş sırasında, bir grup-tabloğa geçişin, belirli bir süre içinde zirveye işaret ettiği gibi, özellikle de faz cevabı eşit derecede kritiktir.
Magnitude Plot Analysis
Büyük bir arsayı incelerken, birkaç özellik dikkat gerektirir:
- [FONT=0]Resonance derinliği ve bant genişliği.[DDD dB) S11 veya S21 dB bant genişliğinin keskinliği, element tipi ve substrat özelliklerine bağlıdır. Basit bir dipole serisi nispeten dar bir bant sunar; Kudüs'ün içinde veya döngü elemanı cevabı genişletebilir.
- [FONT:0)Göçücü davranışı [Dönderlik ve aşağıda yeniden ortaya çıkan, FSS, bir stop-band filtre için (S21 ⁇ 1) veya bir geçiş-grup filtresi için yansıtıcı (S11 ⁇ 1). Deviations, harmonik rezonanslar veya substrat kayıpların düşmesi gerekir.
- [FONT:0]Gating lobe onset.[[Dönetici] Büyük arsa daha yüksek frekanslarda ek bir dip veya zirveler gösterirken, yüksek sipariş Floquet modlarına dağılmış durumda, üst kullanışlı frekansı limitini işaret edebilir. |S21|devre olmayan bir değişiklikle birlikte |S11|, loblar için bir güç kaybının klasik imzasıdır.
Faz ve Grup Geçmete Geçin
S21'in aşaması, {{21'i ifade etti, işletim bant genişliğine karşı en az sinyal bozulması sağlayabilir.[Dönetici:0)g) = {{21|||s tr|tabloklu radomes için, bir düzelme çizgisinin tasarımının, özellikle de açık bir grup gecikme süresine yol açan birkaç sinyalin altında tutulması gerekir.
Tasarım Süreci S-Parametres tarafından
FSS gelişimi kalbinde bir iteratif döngüdür: Bir element geometrisini seçin, S-parametreleri, hedef özellikleriyle karşılaştırır, geometriyi ayarlar ve tekrarlayın. Parametrik çalışmalar, yama uzunluğu, slot genişliği, substrat izin vermeleri ve birim dönemi için tanımlanan bir değişkeni otomatik olarak ayarlar.Bu süpürücükler, her parametrenin tekrarlayıcı frekansın nasıl değiştiğini ortaya çıkarırlar, genişliğini ayarlar veya değişiklikleri sağlarlar.
Eşdeğer devre ekstraksiyonu başka bir güçlü tasarım perspektifi sağlar. Tek katmanlı FSS, bir dielektrik substratı üzerindeki iletken elementlerle modellenebilir ve bu tür bir düzleme bağlı olarak otomatik olarak sabitlenebilir.C) bağlantı doğrudan fiziksel boyutlara ulaşır: dar bir dipolatör S11; tam dalgalı elemanlar arasındaki daha küçük bir boşluk, yanlı devreleri değiştirir.
FSS için S-Parametrelerin Ölçülmesi ve Geçerliliği
Simated Sparameters ölçümlerle doğrulanmalıdır. Freespace ölçüm kurulumları FSS karakterizasyonu için altın standarttır. Tipik bir sistem, FSS panelinin iki geniş bantlı korelasyon (VNA) ile bağlantılı olduğunu kontrol eder. VNA, FSS pozisyonundaki tam Sparametre matrisini süpürücük olarak uzaklaştırarak ölçümler yapar.Nabration, 2 tane ayarlı (TRL) veya antenli kapılı-reflektif ağ analizörü ile bağlantılıdır.
Ölçüleme özel konuları önemlidir. Edge diffraction- from the sonlu örnek, ölçüm frekanslarında çok küçük bir ayrımı ölçebilirse, örnek, her ikisine de en az üç ila beş dalga boyun eğdirmelidir. Absorbing material and careful correct design to the stringic elements, both co-polarized and crosspo-polarized S-parameters are record.
S-Parametre Performansında Angular ve Polarizasyon Stability in S-Parametre Performansında Stabilite
Gerçek dünya FSS nadiren normal inmete çalışır. Radar ve iletişim sistemleri geniş tarama açılarından tutarlı filtreleme gerektirir.S-parametreler bu nedenle, incelal açı ( ⁇ , {{) Daha yüksek çözünürlükte görünür.In the simülasyon and ölçüm verileri, S11 ve S21 eğrilerinin geçiş ve bant genişliğinin, elektriksel olarak küçük elementler için bir kovalama işlemine izin veren bir birim veya daha karmaşık elementler için daha sağlam bir stabilite sergilemeyi amaçlar.
TM Polarizasyon Hassasiyete Karşı
Oblik inme için, TE (elektrik alanı yüzeye paralel) ve TM (yüze paralel olarak) iki kutuplaşma altında farklı şekilde şarj edilebilir bir şekilde, iki kutuplaşma için de geçerli olan iki kutuplu geçiş için elektriksel uzunlukta değişkeni sağlar.Inst and TM hem de üç boyutlu akışlar arasındaki elektriksel alan genellikle değişkenliği doğrulamaktadır.
Çok-Layer FSS aracılığıyla Band genişleyen
Tek kullanımlık grafik: Bu tür bir dizi tasarım ile ilgili olarak, iki veya daha metalik katmanlar, her bir katmanın daha geniş bir şekilde toplanması veya bir ağ tasarımı ile birlikte, iki boyutlu yazıcının üst düzey bir şekilde kullanılması gibi.
S-Parameter Fabrication Tolerances için Hassasiyet
Fiziksel prototyping, S-parametreleri simdi ideallerden uzak tutan boyutlu varyasyonları ortaya koyar. Metal etching toleranslar, dielektrik sabit varyasyonu ve katman tüm resonance yerini ve bant genişliğini etkiler.Örneğin, optimizasyon ve S11 ve S21'in hemen hemen hemen hemen hemen hemen hemen hemen hemen hemen hemen hemen hemen hemen hemen hemen hemen hemen hemen hemen hemen hemen hemen hemen hemen hemen hemen hemen hemen hemen hemen her türlü tasarıma yayılabilir.
Aktif ve Tuna FSS: Dinamik SParametre Kontrolü
Son gelişmeler, doğrulanmış bir denetim sinyalinin veya tek bir frekans için, her durumdaki yüksek çözünürlükteki dinamik sistemlerin tekrarlanması gerektiği gibi aktif FSS'i üretti.In Simülasyonda her bir önyargılı denetim noktası olarak kullanılan yüksek çözünürlükte, değişkenli bir kontrol noktalarının tekrarlanması gerekir.Invision, each negative state is modeled as a flat-roadway.
S.Parametreleri Sisteme Bağırsaklık Gereksinimleri
S-parameter-güdümlü tasarımının nihai değeri, S11'in yansıma ve iletim özellikleri doğrudan sistem kazanımlar ve kayıplara tercüme edilir.In a radome, S21 parametresi, belirli bir açı ve frekansta doğrudan alıcının kazanımı sağlar |S21|2.For a reflectarray,--parametreleri için, S11'nin hedefi, her zaman bir radarın önünde uzaysal bir filtre olarak kullanılır.
Future Path and Concluding Remarks
Elektromanyetik ortamlar daha karmaşık ve kalabalık büyürken, FSS'deki talepler daha sıkı hale gelir: Geniş bantlı sistemler üzerinde eğitilmiş olan makine öğrenmesi, minimum kaybı olan yeni element geometrileri otomatik olarak doğrulamaktadır.Intratlı modelleme uygulamaları.S-parametreler ölçüm sırasında gerçek zamanlı ölçümler için doğrulayıcılar sağlar.