[实用新型]一种基于多层环形缝隙贴片的频率选择表面结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种空间滤波器，特别涉及一种基于多层环形缝隙贴片的频率选择表面结构。

背景技术

频率选择表面(Frequency selective surface，FSS)是由周期性排列的金属贴片单元，或是由金属屏上周期性的开孔单元构成的一种二维周期阵列结构，可以用作空间滤波器，与电磁波相互作用表现出带通或带阻特性。频率选择表面在电磁领域的多个方面有着广泛的应用，它涵盖了大部分的电磁波谱，包括微波，毫米波，甚至红外波段。在军用方面，FSS主要用在隐身方面，如雷达罩，通过安装频率选择表面减少雷达散射截面积。军用飞行器的隐身性能已成为衡量其作战效能的一个重要指标，通过FSS技术合理设计雷达罩，可以使雷达的工作频率内，雷达罩对它是透明或者接近透明的，但是却能够抑制工作频率之外的电磁波，减少飞行器的电磁散射，还能够降低外在干扰。在民用方面，如吸波材料，就应用在安全防护、抗电磁波干扰、微波暗室、信息保密和电磁兼容等等各个方面；卫星通讯的分频复用系统，频率选择表面经常被用作反射面天线的反射器，选择适当的贴片(或孔隙)单元，使它的频率特性满足对于反馈源1来说，能够完全或者接近完全传输，对反馈源2来说，能够完全或者接近完全反射，这样就实现了反射面天线的分频复用；FSS还可以用做反射器，提高天线的增益，减少前后比，改善天线的性能。

从20世纪开始，国内外学者对FSS已经进行了深入的研究。目前FSS主要有环形，圆形，十字形，矩形贴片等，主要实现对谐振频率电磁波的完全反射，这些基本单元由于形状简单，所以其控制参数比较少，不能很好的满足实际要求，比如，带宽窄、频率响应曲线斜率小、稳定性差等，虽然可以使用加载电容和增加电长度的方法实现双阻带频率选择表面，达到多频宽带的要求，但是这种方法增加了结构的复杂性。由于FSS主要受单元的形状，尺寸，周期，贴片的层数以及介质基板的参数影响。因此现在FSS发展的趋势是使用通过设计更加新型的结构单元，比如设计复合式FSS结构、将薄屏改为厚屏、単层向双层或多层FSS结构扩展、加载介质等，来实现FSS宽带化，小型化，稳定性好以及反射性能更优越等。

实用新型内容

为了克服现有技术存在的缺点与不足，本实用新型提供一种基于多层环形缝隙贴片的频率选择表面结构，本实用新型安装在超宽带天线的下面，两者之间存在一定的空间距离，增大天线的增益及前后比，改善天线的性能。

本实用新型采用如下技术方案：

一种基于多层环形缝隙贴片的频率选择表面结构，由N×M个谐振单元构成，所述谐振单元包括两层平行放置的介质基板，所述每层介质基板的上、下表面分别设置一层环形缝隙贴片。

所述环形缝隙贴片具体是在FSS环形贴片的内环四个边的中点分别设置矩形缝隙，所述矩形缝隙关于内环边中点对称。

所述两层平行放置的介质基板相隔距离为中心频率波长的四分之一。

本实用新型的有益效果：

(1)巧妙地在FSS环形贴片的四周增加缝隙，得到环形缝隙贴片，将单纯的贴片电感改为电感与电容的并联，增加了频率选择表面的设计灵活性，能够更好地达到频率要求；

(2)采用四层环形缝隙贴片，实现了多级带阻滤波器的级联，使其带阻性能更加地优越，带宽更宽；

(3)FSS可以作为超宽带天线的反射板，改善其定向辐射性能，增大前后比。

附图说明

图1是一种基于多层环形缝隙贴片的频率选择表面结构的示意图；

图2是图1中环形缝隙贴片的结构示意图；

图3是环形缝隙贴片与环形缝隙贴片连接的等效电路图；

图4是本实用新型一种基于多层环形缝隙贴片的频率选择表面结构的等效电路图；

图5是按照实施例尺寸制作的环形缝隙贴片频率选择表面结构的仿真示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图，对本实用新型作进一步地详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例

一种基于多层环形缝隙贴片的频率选择表面结构，可以放置在超宽带天线的下方，由N×M个谐振单元构成，如图1所示，所述谐振单元包括两层相隔一定距离，且平行放置的介质基板，两层介质基板的距离3会影响频率选择表面的带阻性能，本实施例中两层介质基板的距离为中心频率11GHz波长的四分之一，具体为8mm。