摘要：为应对强电磁脉冲对电子信息系统的威胁,设计了一种具备收发兼容特性的超宽带强电磁防护能量选择表面,有效拓展了能量选择表面的工作带宽和工作频率,可为L、S、C波段的超宽带用频装备提供不低于14 dB的防护效果。该能量选择表面是一种周期结构,每个单元包含一对箭头形结构和一个开关二极管,可根据外界辐照电磁波的能量密度自适应切换反射或透波状态,从而实现强电磁防护与工作信号收发兼容。仿真研究表明,这一新型能量选择表面在L、S、C波段的插入损耗小于1 dB,强电磁防护能力达到22 dB。在波导中对设计的样件进行了性能验证,结果显示,该样件在波导中的平均插入损耗为1 dB,防护能力达到了14 dB,初步验证了设计结构的低插入损耗和高防护特性。

摘要：近年来,强电磁武器的快速发展对电子设备造成严重威胁。能量选择表面是一种新型自适应强电磁防护技术,较好地解决了电子设备前门防护“能防”与“兼容”的难题,为强电磁防护提供了新的技术思路。为了对能量选择表面的工作原理进行深入分析,文中从场和路两个角度,分别建立了能量选择表面的等效媒质模型与传输线模型。根据电磁理论与传输线理论,系统地推导了能量选择表面的波阻抗变换条件与等效阻抗变换条件。最后,以一款基于开口谐振环的能量选择表面为例,对所建立的模型进行验证,仿真结果与理论分析良好吻合。本研究为能量选择表面设计提供了系统的理论参考,为其进一步发展做出了有益探索。

摘要：设计了一种工作在S波段的能量选择表面,可实现超宽带自适应强电磁防护。该结构由两层金属周期结构组成,顶层为两个对称分布的金属条和一个金属片,金属条与金属片间加载两个PIN二极管;底层为十字架结构。当入射电磁波场强低于阈值时,能量选择表面工作在透波状态,电磁波可以传播;当入射电磁波场强超过阈值时,金属条和金属片之间产生的感应电压使得PIN二极管导通,此时能量选择表面进入防护状态,电磁波被屏蔽。通过对能量选择表面在PIN二极管导通和截止状态下的表面电流和电场分布以及等效电路模型进行分析,解释了该结构的工作原理。采用PCB制作工艺加工了实物样板并对弱场入射下的插入损耗以及强场入射下的防护效能进行测试。实验和仿真结果匹配性良好,表明该能量选择表面在透波状态下的工作中心频率为2.7 GHz,插入损耗小于1 dB的工作频带为2.2~3.5 GHz;在防护状态下,工作频带的防护效能大于10 dB,达到了超宽带的要求。

摘要：介绍了一种基于Y形能量选择表面的新型电磁脉冲防护材料,具有能量域上"低通高阻"的特性。对能量选择表面的理论基础和工作机制进行研究,论证了其透波率和外界场强的关系。通过建模仿真对能量选择表面的防护性能进行验证,并分析其结构尺寸对防护性能的影响。设计并仿真了双层Y形结构,与单层结构相比,双层结构对高功率电磁脉冲具有更好的屏蔽能力,并且保持了对于低功率信号良好的透波率。

摘要：近几年来高功率微波(HPM)武器技术发展迅猛,其产生的强电磁脉冲环境能够对武器装备构成严重威胁,因此,研究武器装备的强电磁防护具有重要的意义。针对强电磁防护与信号收发兼容的"前门"防护难题进行研究,对能量选择强电磁防护机制进行分析。设计并仿真典型压控导电的单层能量选择表面和双层非对称的能量选择表面结构及其工作性能,对影响插入损耗和防护效能的参数进行研究。仿真结果表明:设计出的能量选择表面(ESS)结构在L波段具有很好的防护性能,透波模式传输损耗小于0.5dB,防护模式屏蔽效能大于20dB,具有能量低通特性,基本满足电子设备的"前门"防护需求,同时,双层非对称结构可以带来防护性能的改善。

摘要：利用场致导电材料或压控导电结构的特性,设计能量选择表面,阐述了其能量低通的防护机理,给出了一种典型的设计方法,然后选用PIN二极管在印制电路板上制作了3块能量选择表面进行测试,实现了不同时刻的屏蔽和透波功能,验证了能量选择表面作为新型电磁防护方法的可行性和灵活性。

摘要：文中提出了一种能在两个工作频段对高功率微波进行自适应防护的双频能量选择表面,它由两个分别加载了二极管和集总电容的开口谐振环构成,在C波段(5.4~6.0 GHz)和S波段(2.6~2.8 GHz)各产生一个信号通带。当入射波的场强超过设定阈值时,二极管被谐振环上的感应电压导通,使得谐振环的谐振状态发生变化,两个信号通带自动关闭,从而屏蔽高功率微波。通过表面电流和电场分布阐述了设计思路和工作原理。采用PCB工艺制作了样件并分别在弱场和高功率辐照下进行了传输系数的测量实验。仿真和实验结果具有良好的一致性,表明双频能量选择表面在两个信号通带的插入损耗均小于1 dB,防护效果大于15 dB(其中C波段的信号通带内防护效果大于25 dB),能对高功率微波进行有效防护。

摘要：为解决强电磁脉冲防护中屏蔽与正常信号收发之间的矛盾,研究了一种既能隔离强电磁脉冲,又能保证被保护设备信号正常收发的能量选择表面(ESS)。基于可变表面阻抗理论研究ESS的防护机理;根据强电磁效应改变二极管的阻抗特性和实现能量选择的特点,设计了一种正反并联的二极管对阵列组成的可防护线极化强电磁脉冲的ESS,并进行仿真和实验分析。结果表明:所设计的ESS对弱电磁信号的插入损耗小于2 dB,对强电磁信号的隔离度大于20 dB,实现了能量低通的选择特性。

摘要：提出一种高性能双频带能量选择表面(ESS),该表面可以保护电子设备免受高功率微波(HPM)的影响。所提出的结构由负载有二极管的金属周期性结构组成。推导了所设计的ESS的等效电路,并解释了其工作原理。通过仿真说明了两个频带在不同入射条件下的电磁响应,使用场路联合仿真来获得其非线性性能。CST仿真结果表明,该结构在工作频带(0.93 GHz-1.52 GHz,2.8 GHz-3.2 GHz)的低功率信号的插入损耗小于1 dB,而对高功率信号的屏蔽大于38 dB。

摘要：电磁干扰是通信系统在可靠性及设备安全性中必须考虑的因素,近些年迅速发展的高功率电磁脉冲对雷达天线等通信设备造成严重的威胁.提出一种新型电磁能量选择表面(ESS),该表面在十字形ESS的基础上增加了4个金属枝节,通过单元间加载PIN二极管获得自适应特性.在枝节处加载二极管可以在金属网格结构中引入栅格结构,有效增加屏蔽带宽,而且在透波模式下,枝节形成的二维狭缝阵列结构会在高频产生透射共振,使得表面在高频有一个频带使工作信号通过.仿真结果表明,提出的ESS在高功率电磁脉冲作用下会处于防护模式,其-20 dB带宽可达3.4 GHz;正常工作信号作用下ESS处于透波模式,此时表面为频率选择表面(FSS),其在低频和高频各有一个工作频带,低频部分带宽为0 GHz~1.3 GHz,高频谐振频率为5.36 GHz,带宽可达150 MHz.