[发明专利]超宽通带、宽入射角的高透波频率选择表面结构设计方法

说明书

本发明公开了超宽通带、宽入射角的高透波频率选择表面结构，包括泡沫材料层组、六边形贴片阵列层、六边形环阵列层、介质板层，泡沫材料层组由第一泡沫材料层与第二泡沫材料层组成，第一泡沫材料层与第二泡沫材料层之间依次交替设置有多层六边形贴片阵列层与六边形环阵列层，每层六边形贴片阵列层与每层六边形环阵列层之间均设有介质板层，本发明还公开了该频率选择表面结构设计方法的制作步骤，能够实现在超宽带范围内对于空间电磁波不同极化、宽入射角范围的高透波效果，达到宽阻带和通带到阻带之间的陡截止效果，在宽入射角域0～60度内实现通带相对带宽超过65%的高透波性能，广泛应用于雷达、卫星通信和飞行器等平台的天线罩中。

技术领域

本发明涉及空间滤波技术领域，具体涉及超宽通带、宽入射角的高透波频率选择表面结构设计方法。

背景技术

频率选择表面（Frequency Selective Surfaces，简称FSS），是由谐振单元周期性排列构成的二维周期结构。这种结构对电磁波的透射或者反射有着很好的频率选择性，对于在其谐振频率附近的电磁波有着全反射（带阻型FSS）或者全透射（带通型FSS）的特性，因而已经被广泛的应用于空间滤波器、雷达天线罩、天线反射器和吸波材料等领域。

现代通信、雷达、飞行器或电子对抗系统中，对于频率选择表面天线罩的性能有着更严格的要求，通常要求频率选择表面天线罩在较宽的通带范围内有低插入损耗、宽扫描角域和角度稳定性等特性，而对于通带以外的电磁波进行尽可能的反射，减小干扰频率的影响。目前已有的研究主要集中在宽扫描角域的窄频高透波率频率选择表面结构方面，难以同时实现超宽通带和宽入射角的要求。那么如何设计有良好的宽带传输特性兼具优良的超宽通带、宽入射角和高透波性能的频率选择表面结构是一个亟待解决的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供超宽通带、宽入射角的高透波频率选择表面结构，能够实现超宽通带、宽入射角域和高透波的要求，能够在入射角域0～60度内实现通带相对带宽超过65%，插入损耗小于1dB，对扫描极化方向稳定的传输性能，同时在通带外具有宽阻带和从通带到阻带的陡截止特性，阻带频率范围内传输抑制大于20dB，用以解决现有技术导致的缺陷。

本发明还提供了超宽通带、宽入射角的高透波频率选择表面结构的设计方法。

为解决上述技术问题本发明提供以下的技术方案：超宽通带、宽入射角的高透波频率选择表面结构，其中，包括泡沫材料层组、六边形贴片阵列层、六边形环阵列层以及介质板层，所述泡沫材料层组由第一泡沫材料层与第二泡沫材料层组成，所述第一泡沫材料层与所述第二泡沫材料层之间依次交替设置有多层所述六边形贴片阵列层与所述六边形环阵列层，每层所述六边形贴片阵列层与每层所述六边形环阵列层之间均设有所述介质板层。

上述的超宽通带、宽入射角的高透波频率选择表面结构，其中，所述第一泡沫材料层与所述第二泡沫材料层之间共设有三层所述六边形贴片阵列层、两层所述六边形环阵列层以及四层所述介质板层。

上述的超宽通带、宽入射角的高透波频率选择表面结构，其中，所述六边形贴片阵列层由复数个六边形贴片单元组成，所述六边形环阵列层由复数个六边形环单元组成。

上述的超宽通带、宽入射角的高透波频率选择表面结构，其中，所述六边形贴片单元按照三角栅格周期排列构成所述六边形贴片阵列层，所述六边形环单元按照三角栅格周期排列构成所述六边形环阵列层。

上述的超宽通带、宽入射角的高透波频率选择表面结构的制作包括以下步骤：

步骤1：根据频率选择表面结构的工作频率，确定所述工作频率范围内的中心频率；

步骤2：根据所述中心频率制作第一泡沫材料层、第二泡沫材料层、六边形贴片阵列层、六边形环阵列层以及介质板层；