【摘 要】
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FSS作为电磁屏蔽领域的重要器件,对其精度和功能要求越来越高。本文从实用角度出发,提出将光电导薄膜用于FSS,实现FSS的光照主动控制,设计并制作了FSS单元结构,使其不仅能应用于雷达天线罩、飞机蒙皮等场合,也可应用于对透光率有更高要求的光学窗口。论文从理论入手,分析了FSS单元结构与电磁特性之间的关系,通过对比目前加载电控元件、耦合型和加载电磁可变介质等几种主动FSS的优势和缺点,提出采用将光电
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FSS作为电磁屏蔽领域的重要器件,对其精度和功能要求越来越高。本文从实用角度出发,提出将光电导薄膜用于FSS,实现FSS的光照主动控制,设计并制作了FSS单元结构,使其不仅能应用于雷达天线罩、飞机蒙皮等场合,也可应用于对透光率有更高要求的光学窗口。论文从理论入手,分析了FSS单元结构与电磁特性之间的关系,通过对比目前加载电控元件、耦合型和加载电磁可变介质等几种主动FSS的优势和缺点,提出采用将光电导薄膜用于金属FSS的思路,并分别从理论和结构上分析了技术方案的可行性。采用CST电磁仿真软件,分别设计并仿真“十字”形、“Y”形、“圆”形等单元结构FSS,光照引起特征尺寸变化前后的电磁仿真结果为:（1）“十字”形:以长度为变量,中心谐振频率从25GHz变为29GHz。（2）“Y”形:以长度为变量,中心谐振频率从17GHz变为18GHz/21GHz。（3）“圆”形:以半径为变量,中心谐振频率从36GHz变为39.5GHz/41GHz。在实验过程中,通过对光电导薄膜材料及掺杂元素的分析及选型,确定采用CdS、CdSe为薄膜的主材料,CdCl2、InCl3、CuCl2为掺杂材料,通过大量实验确定CdS、CdSe比例为1:15:1、CdCl2、InCl3、CuCl2的比例为3.6:2.6:1.3时效果最佳。采用电子束蒸发技术和离子浸润方法完成光电导薄膜制备及成分掺杂,结合光刻及刻蚀技术实现光控“十字”形、“Y”形、“圆”形FSS样件制作。分别对轮廓尺寸、光照频率、光照功率、屏蔽效果进行测试。结果表明,在最佳光照功率200mW/cm2与光照频率0.6μm条件下,“十字”形FSS中心谐振频率从24.5GHz移动到28.5GHz,“Y”形FSS中心谐振频率从16.8GHz移动到20.9GHz,“圆”形FSS中心谐振频率从35GHz移动到42GHz。实验结果与仿真结果基本一致,从而验证了光电导薄膜用于FSS主动控制的可行性。
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