頻率選擇
頻率選擇
頻率選擇
從根本上說,DFS是一種通道分配方案,設備通過DFS功能動態地選擇或改變工作頻率,以避免其對其他系統,尤其是雷達系統的干擾或避免其他系統對自身的干擾。FCCPart15SubpartE規定,工作在5.25~5.35GHz和5.47~5.725GHz的U-NII(UnlicensedNationalInformationInfrastructure)設備,應當具備DFS雷達檢測機制。ETSIEN301893標準也對工作在此頻段的設備做出了相同的要求。另外,加拿大、澳大利亞和亞洲的日本、韓國也都對DFS制定了相應的標準和規範。由於工作在5GHz頻段的無線通信設備類型較少,DFS測試的對象主要是802.11a、802.11n等工作在5GHz頻段的Wi-Fi設備。應Wi-Fi聯盟的要求,FCC還專門發布了備忘錄FCC06-96,對DFS的測試進行了詳細規範。
縮短頻帶搜索處理的時間,從而縮短從電源接入到等待接受結束所需要的時間,抑制服務區之外區域中的耗電。將預定頻帶中按高低順序鄰接的頻率劃分成組。各組中包含的頻率的個數比構成預定頻帶的頻率個數少。將不比構成各組的頻率個數少一個以上的個數例如一個頻率設定成代表頻率。對代表頻率,以接收信號強度為基準判斷是否滿足第1條件(S11)。然後從滿足第1條件的代表頻率所屬的組包含的全部頻率中以接收信號強度為基準選擇滿足第2條件的頻率(S14)。
圖1 不同入射角度結構1的頻率響應特性
金屬屏上周期性的開孔單元構成的二維周期陣列結構,因其能夠實現對諧振頻率電磁波的完全透射,其他頻段電磁波的完全反射,通常稱為帶通FSS。帶通FSS的一個重要應用是在微波波段設計隱身雷達罩,世界各國均十分重視對此的開發與應用。考慮到雷達罩的表面形狀以及入射到罩壁上的電磁波的極化方式,FSS的設計必須滿足對電磁波不同的入射角度和不同的極化方式均有穩定的頻率響應特性,即FSS的角度穩定性和極化穩定性。
圖2 不同入射角度結構2的頻率響應特性
研究給出新單元的兩種FSS結構具有角度穩定性,同時兼具大角度極化穩定性。而拆分單元FSS結構,能夠得到更寬的通帶帶寬,是一種新的展寬通帶帶寬的設計方法。
表1 不同入射角不同極化方式下兩種FSS結構的頻率響應特性
由圖1、圖2和表1可以明顯地看出,對於電磁波不同的入射角度,結構1的中心頻率都穩定在10.6 GHz,中心頻率具有很好的角度穩定性、結構2在0°入射情況下,中心頻率為10.8 GHz,45°入射時中心頻率為10.6 GHz,與結構1的中心頻率保持一致,與正入射時中心頻率相比漂移量很小,僅為0.2GHz。因此結構2也具有很好的角度穩定性。對於TE極化的入射電磁波,入射角度越大FSS結構的帶寬越窄,結構1,0°和45°入射情況下-3 dB帶寬由1.6 GHz變窄為0.9 GHz;結構2的-3 dB帶寬由3.2 GHz變窄為1. 8 GHz。
圖2 45°入射結構1對不同極化方式的頻率響應特性
圖4 45°入射結構2對不同極化方式的頻率響應特性
對於相同的入射角度,TM比TE極化能夠給出更寬的帶寬,45°入射時,結構1在-3 dB透過率處的帶寬,由TE極化的0.9 GHz變寬為TM極化方式下的1.8 GHz;結構2在-3 dB透過率處的帶寬,由TE極化的1.8 GHz變寬為TM極化方式下的4 GHz。
新單元的兩種FSS結構同時具有很好的角度和極化穩定性能,同時,通過對比分析可以發現兩者具有不同的通帶帶寬。由表1可以看出,與結構1相比較-3 dB的帶寬在TE波正入射情況下由原來的1.6 GHz增大為3.2 GHz,TE波45°入射時由原來的0.9 GHz增大為1.8 GHz,TM波45°入射時由原來的1.8 GHz增大為4 GHz。結構2表現出更寬的通帶特性。新單元的拆分幾乎沒有引起中心頻率的變化,只是結構2與結構1相比,具有更寬的通帶帶寬。因此,在工程應用中可以根據實際需求選擇不同的設計結構。