[发明专利]一种双边陡降带宽可调频率选择表面

说明书

本发明公开了一种双边陡降带阻型频率选择表面，属于空间滤波技术领域。所述频率选择表面包括五层结构，自上而下依次为第一频率选择表面金属层、第一介质层、方环金属层、第二介质层和第二频率选择表面金属层，其中两层频率选择表面金属层和介质层相同且关于中间方环金属层对称；所述频率选择表面金属结构通过四根弯折的金属线连接方环四个角和三角形底边。本发明通过引入传输零点来实现频率响应为双边陡降的带通响应；该频率选择表面可以通过调节中间方环金属层的口径大小该改变传输零点的位置和通带的带宽。

技术领域

本发明属于微波滤波的技术领域，特别涉及一种双边陡降带宽可调的频率选择表面。

背景技术

频率选择表面(Frequency selective surface，FSS)是由大量规则排布的金属贴片单元或金属屏上周期排列的开孔缝隙单元构成，它的单元形状、单元的排布方式以及介质的电性能等等都会影响其频率选择的特性。频率选择表面会在单元谐振频率附近呈现反射或透射特性，其本质上就是一种空间滤波器，但不会吸收能量。

频率选择表面最主要应用之一就是利用带通型频率选择表面研制飞行器隐身雷达罩，其主要原理是将己方的雷达频段设计在频率选择表面的通带，将敌方雷达探测频段设计在频率选择表面的阻带，从而使己方制导天线自由发射和接收，而对于敌方探测雷达则利用雷达罩的低雷达散射截面积外形散射到四周空间，使探测方向回波大大减弱，从而提高飞行器隐身、抗干扰和突防性能。基于上述原理，理想的频率选择表面在通带具有较低的损耗，在通带外侧快速滚落进入阻带，且阻带透过率越低越好。为了实现上述性能，理论上的最佳设计方法采用多屏频率选择表面级联结构。但是，多屏频率选择表面结构由于需要填充作为阻抗变换器使用的介质层，且介质层厚度约为中心波长的四分之一，这导致整个频率选择表面结构厚度非常大，对于有限的空间往往不适应。同时，具有一定厚度的多层介质自身损耗会使通带性能恶化，同时复杂的结构和工艺也限制了它的应用。

发明内容

本发明要实现的目的是提供一种双边陡降频率选择表面，通过在通带两侧引入传输零点实现在通带外侧快速滚落进入阻带达到带通传输响应的双边陡降；通过传输极点的位置调节，实现带宽的控制。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

一种双边陡降频率选择表面结构由多个周期性分布的单元构成，每个单元自上而下依次包括第一频率选择表面金属层(1)、第一介质层(2)、方环金属层(3)、第二介质层(4)和第二频率选择表面金属层(5)，其中两层频率选择表面金属层(1)(5)结构相同，且相对于中间方环金属层(3)对称设置；介质层(2)(4)结构相同，且相对于中间方环金属层(3)对称设置；第一频率选择表面金属层(1)、第二频率选择表面金属层(5)均主要由方环(11)，以及置于方环内的四个金属单元结构构成，其中金属单元结构包括弯折线(12)、三角形结构(13)，且四个金属单元结构呈中心对称分布；

进一步，所述频率选择表面方环金属层(3)口径大小根据实际需求可变。

进一步，所述弯折线(12)由第一至第五纵向弯折线、第一至第四横向弯折线构成，且相邻纵向弯折线与横向弯折线相垂直；第一纵向弯折线与三角形结构(13)底边相垂直，且第一弯折线的一端与三角形结构(13)底边的中心相连接；第五纵向弯折线与方环(11)的内角相连接。

进一步，所述频率选择表面的第一介质层(2)、第二介质层(4)材料为F4B-2。

进一步，所述频率选择表面的工作频率在5GHz附近时，第一介质层(2)、第二介质层(4)材料厚度为1.2mm。