[发明专利]用于反射面天线的双频带频率选择表面反射板

说明书

技术领域

本发明属于电子技术领域，更进一步涉及电磁材料技术领域中的一种用于反射面天线的双频带频率选择表面反射板。本发明可用于卫星通信、移动通信、多馈源多频复用的反射面天线等。

背景技术

频率选择表面不仅能够有效的控制入射电磁波的反射和传输，而且还可以对电磁波进行频率选择和极化选择，对于其通带内的电磁波呈现全通特性，而对其阻带内的电磁波呈现全反射特性，具有空间滤波功能。在微波领域中，频率选择表面在多频段复用系统中的重要作用，使其可用于通讯卫星的频段的多工器，以及多馈源多频复用的反射面天线。

北京航空航天大学提出的专利申请“一种具有双频带特性的十字螺旋FSS结构及其构建方法”(申请号：201010601816.1，公开号：CN102176543A)中公开了一种具有双频带特性的十字螺旋FSS结构，该结构由一个大尺寸的十字螺旋结构和四个尺寸相对缩小一半的小尺寸十字螺旋结构组成，大、小十字螺旋结构均由十字形臂和十字末端的S形臂组成；大尺寸的十字螺旋结构位于十字螺旋FSS结构层的结构单元中心，四个小尺寸的十字螺旋结构由大尺寸十字螺旋结构缩小一倍再旋转45°后分别向上向左、向上向右、向下向左、向下向右平移后得到；该十字螺旋FSS的结构层中通过使用两种同构但尺寸大小相异的十字螺旋结构产生了具有双频特性的通带。但是该结构还有不足之处：第一，该结构使用同构单元产生的双频通带具有相同的特性参数，尺寸的改变会相应地改变通带的特性参数；第二，该结构采用两种形状相似的单元，并且两者相互嵌套，会产生耦合特性；第三，该结构具有较窄的通带带宽特性，角度稳定性不是很好。

北京航空航天大学提出的专利申请“一种新型对入射角稳定的互补型频率选择表面”(申请号：201010178924.2，公开号：CN101847766A)中公开了一种新型对入射角稳定的互补型频率选择表面，该互补型频率选择表面结构简单，易于加工。但是该互补型频率选择表面的不足之处在于针对电磁波斜入射时，随着入射角度的增大，谐振频率会发生偏移，高频的频率偏移尤其严重，影响频率选择表面的工作性能，不能满足通信质量的要求。

北京航空航天大学提出的专利申请“一种新型对入射角稳定的混合型频率选择表面”(申请号：201010168139.9，公开号：CN101834327A)中公开了一种新型对入射角稳定的混合型频率选择表面，该互补型频率选择表面结构由外围的金属方框贴片和内部的圆环贴片混合型频率选择表面构成。但是该混合型频率选择表面的不足之处在于，混合型频率选择表面的结构单元之间存在耦合，当针对电磁波斜入射时，随着入射角度的增大，谐振频率会发生偏移，影响频率选择表面的工作性能。

东南大学提出的专利申请“极化不敏感双频特性有源频率选择表面”(申请号：201010210448.8，公开号：CN101894990A)中公开了一种针对极化不敏感的双频特性有源频率选择表面。该有源频率选择表面由介质板和金属层构成，金属层置于介质板的正面，金属层由方形的金属贴片和外围的金属方框贴片构成，两者之间加载有电容连接；介质板的背面设有馈电网络，馈电网络由中心对称分布的四组螺旋金属馈线构成，馈电网络经过金属通孔与正面的方形金属贴片连接。该结构可以实现C波段和X波段双频谐振可调，实现极化不敏感特性。但是该极化不敏感双频特性有源频率选择表面仍然存在的不足在于，由于频率选择表面依赖于加载集总器件和馈电网络，集总元件的生产加工存在一定的误差和使用寿命，需要定期的维护；

馈电网络的使用增加了该结构的复杂性，周期性的展开，需要复杂的馈电网络。

发明的内容：

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提出一种用于反射面天线的双频带频率选择表面反射板，不仅有效地展宽了工作带宽，而且实现多频通信的同时工作，保持斜入射角度的稳定性以及极化的稳定性。

本发明是这样实现的：

1、技术原理

实现本发明的基本思想是：通常情况下，某一波长的外来电磁波照射到频率选择表面单元上，当频率选择表面单元的周长与这一电磁波的波长的差值相比于入射波的波长很小时。理论上，入射电磁波将会在由频率选择表面单元所组成的阵列的表面上发生全反射或全透射，在频率选择表面的谐振频带外，由频率选择表面单元所组成的阵列将会等效成空气或者金属平面。根据上述思想，本发明提出一种用于反射面天线的双频带频率选择表面反射板，可以满足双频工作的特性，而且当电磁波斜入射到频率选择表面结构上时，谐振频点和工作带宽基本不会受到影响。

2、用于反射面天线的双频带频率选择表面反射板的结构