电磁兼容-Project 2

1、无线通信对于使用对于使用FSSFSS壁纸减少室内壁纸减少室内电磁辐射的研究电磁辐射的研究小组成员：权威小组成员：权威 金开涛金开涛 钭飒飒钭飒飒室内电磁辐射问题室内电磁辐射问题无线通信 在公共墙壁上贴一层在公共墙壁上贴一层FSSFSS壁纸，便可显著减少隔壁实壁纸，便可显著减少隔壁实验室辐射源的影响（本项目验室辐射源的影响（本项目使使5.8GHz5.8GHz频段内的辐射信号频段内的辐射信号衰减了至少衰减了至少25dB25dB），而不影），而不影响其他无线服务，诸如响其他无线服务，诸如WiFiWiFi，3G3G，GSMGSM，收音机等。，收音机等。 FSSFSS壁纸壁纸室内平面示意图无线通信频率选

2、择表面（频率选择表面（Frequency Selective Surfaces）是由金属贴片或金属屏上的缝隙单元以二维周期性排列形成的，可以是由金属贴片或金属屏上的缝隙单元以二维周期性排列形成的，可以由介质支撑和覆盖，它最本质的特征就是能够对不同频率、入射角及由介质支撑和覆盖，它最本质的特征就是能够对不同频率、入射角及极化状态下的电磁波呈现滤波特性，可以有效地控制电磁波的反射与极化状态下的电磁波呈现滤波特性，可以有效地控制电磁波的反射与传输。传输。无线通信FFS的分类的分类1、金属贴片型、金属贴片型2、孔径型（在金属平板上开槽，构成缝隙）、孔径型（在金属平板上开槽，构成缝隙）FSS的应用贴片型

3、贴片型FSS广泛应用于多频段天线的馈源系统和轻型抛物面天线系统中，广泛应用于多频段天线的馈源系统和轻型抛物面天线系统中，而孔径型而孔径型FSS多应用于天线罩工程多应用于天线罩工程。反射面天线反射面天线美国中情局的雷达天线罩美国中情局的雷达天线罩FFS的应用在微波频段中可以用于：天线罩、多频反射面天线、平面高增益天线、在微波频段中可以用于：天线罩、多频反射面天线、平面高增益天线、电磁兼容吸收体、极化器、波导滤波器、人工电磁材料等。电磁兼容吸收体、极化器、波导滤波器、人工电磁材料等。波导滤波器波导滤波器低温等离子体极化器低温等离子体极化器无线通信1.单元结构的类型单元结构的类型影响影响FSS特性的

4、参数特性的参数环形单元中心连接单元板型单元2.入射波的极化方式和入射角度入射波的极化方式和入射角度3.金属屏和介质层之间的损耗金属屏和介质层之间的损耗无线通信FSS各种单元性能比较各种单元性能比较无线通信HFFS仿真模型仿真模型设计目标：设计目标：1. 在在5.4GHz-6.0GHz频频带内衰减超过带内衰减超过25dB2. 其他无线服务的衰减其他无线服务的衰减小于小于5dB无线通信5.8辐射源辐射源设计设计5.8GHz辐射源，主要工作频带是辐射源，主要工作频带是5.4GHz-6GHz无线通信天线参数天线参数无线通信辐射源面增益辐射源面增益无线通信辐射源辐射源D方向图方向图无线通信方圈贴片型方圈

5、贴片型FSS的单元结构模型的单元结构模型图a图b无线通信 在周期性结构中传输的波，由于受到周期性边界条在周期性结构中传输的波，由于受到周期性边界条件的影响，波的振幅呈现周期性。件的影响，波的振幅呈现周期性。 FloquetFloquet指出，对于无限大周期结构阵列，平面波照指出，对于无限大周期结构阵列，平面波照射均匀时，结构的周期性导致它附近的场的幅值的分布射均匀时，结构的周期性导致它附近的场的幅值的分布具有同样的周期性，但由于平面波的斜入射具有有规律具有同样的周期性，但由于平面波的斜入射具有有规律的相位差，在时域则表现为有规律的延时。这一定理称的相位差，在时域则表现为有规律的延时。这一定理称

6、为为FloquetFloquet定理。定理。FloquetFloquet定理定理无线通信主从边界条件可以模拟平面周期结构，这种边界条件强制主从边界条件可以模拟平面周期结构，这种边界条件强制使从边界上每点的电场与主边界上相应点的电场以一相位使从边界上每点的电场与主边界上相应点的电场以一相位差相匹配。与对称边界不同，电场不必成为这些边界的相差相匹配。与对称边界不同，电场不必成为这些边界的相切或垂直。只需要满足在两个边界上的场具有相同的幅度切或垂直。只需要满足在两个边界上的场具有相同的幅度和方向（方向或者相反）即可。和方向（方向或者相反）即可。设置主从边界设置主从边界无线通信设置设置Floquet端

7、口端口无线通信电磁波垂直入射时衰减电磁波垂直入射时衰减由上图可知，对于由上图可知，对于3G、GSM，等的无线服务，等的无线服务衰减很小，而对衰减很小，而对5.4-6.0 GHz的频率有明显的滤波作用。的频率有明显的滤波作用。无线通信 电磁波不同仰角入射时的衰减电磁波不同仰角入射时的衰减在在5.4GHz-6GHz的频带内衰减都超过了的频带内衰减都超过了25dB。无线通信 项目结论及应用展望项目结论及应用展望 FSSFSS壁纸可以显著减少特定频段的辐射干扰而不影响其他无线服壁纸可以显著减少特定频段的辐射干扰而不影响其他无线服务，在室内创造了一个务，在室内创造了一个“洁净的洁净的”的电磁环境，这预示

8、着的电磁环境，这预示着FSSFSS壁壁纸纸可以开创了一个具有防辐射功能的新型壁纸产业可以开创了一个具有防辐射功能的新型壁纸产业 预算预算1仿真软件仿真软件2方圈形铝方圈形铝箔片箔片FSSFSS壁纸的壁纸的加工制作加工制作,约约1000元元3测试仪器，约测试仪器，约1000元元4人工，约人工，约3000元元 项目进度与分工项目进度与分工 5.8-5.15 查阅资料，确定课题（权威，金开涛，钭飒飒）查阅资料，确定课题（权威，金开涛，钭飒飒） 5.16-5.23 小组讨论成果，设计实验方案（权威，金开涛，钭飒小组讨论成果，设计实验方案（权威，金开涛，钭飒飒）飒） 5.24-5.31 仿真实验，整理数

9、据（权威，金开涛）仿真实验，整理数据（权威，金开涛） 6.1-6.5 PPT制作，设定预算（钭飒飒）制作，设定预算（钭飒飒）总结总结参考文献参考文献樊振宏，陈明，汪书娜，陈如山，有限周期频率选择面的电磁特性分析，电波科学学报，2009（08）第24卷第4期Ghaffer I. Kiani,Andrew R. WeilyKaru P. Esselle,A Novel Absorb/Transmit FSS for Secure IndoorWireless Networks With Reduced Multipath FadingIEEE MICROWAVE AND WIRELESS COMP

10、ONENTS LETTERS, VOL. 16, NO. 6, JUNE 2006Grace Hui-Hsia Sung, Kevin W. Sowerby, Michael J. Neve, Allan G. WilliamsonA Frequency-Selective Wall for InterferenceReduction in Wireless Indoor EnvironmentsIEEE Antennas and Propagation Magazine, Vol. 48, No. 5, October 2006Filippo Costa,Agostino Monorchio

11、,A Frequency Selective Radome With WidebandAbsorbing PropertiesIEEE TRANSACTIONS ON ANTENNAS AND PROPAGATION, VOL. 60, NO. 6, JUNE 2012Alireza Foroozesh，Lotfollah Shafai，Investigation Into the Effects of the Reflection PhaseCharacteristics of Highly-Reflective Superstrates onResonant Cavity Antennas，IEEE TRANSACTIONS ON ANTENNAS AND PROPAGATION, VOL. 58, NO. 10, OCTOBER 2010Stefania MonniAndrea Neto,Giampiero Gerini,Frans Nennie,Anton T