[发明专利]基于2.5D编织结构的双频段小型化频率选择表面

说明书

本发明提出了一种基于2.5D编织结构的双频段小型化频率选择表面，旨在旨在提高双频段频率选择表面的小型化效果，包括M×N个无源谐振单元，每个无源谐振单元由介质板、印制在介质板上表面的第一金属贴片、印制在介质板下表面的第二金属贴片和金属化过孔组成；第一金属贴片由一个正六边形贴片和六个旋转对称第一条带群组成，第二金属贴片由六个旋转对称的第二条带群组成，第二条带群中各条带位于第一条带群中各条带在下表面对应位置的空隙处；第一金属贴片和第二金属贴片中各条带间通过贯穿介质板的金属化过孔连接，形成2.5D的编织结构。本发明减小了双频段频率选择表面无源谐振单元的等效电尺寸，可用于通讯与雷达方面。

技术领域

本发明属于天线技术领域，涉及一种频率选择表面，具体涉及一种基于2.5D编织结构的双频段小型化频率选择表面，可用于无线通信技术领域。

背景技术

2.5D结构在天线领域指的是在水平面上的结构内容可以通过两个平面内坐标轴完全表示，而在竖直面内的结构通过一个平面内的坐标轴完全表示的立体结构。2.5D结构相比于平面结构，其空间利用率更高，可以应用于频率选择表面的设计中。

频率选择表面可以看做是一种空间滤波器，由无源谐振单元组成的周期性阵列结构，对入射的电磁波具有选频特性，使频率选择表面对谐振频率处的电磁波表现出全反射或全透射的特性。随着对频率选择表面的研究不断深入，为了匹配现有的多频天线，双频响应以及多频段响应的频率选择表面也越来越多。此外，为了减少频率选择表面工作时在边缘产生的表面电流反射效应，频率选择表面的小型化也是研究人员研究的重点方向。如2017年，盛贤君，范晶晶等人在IEEE Microwave and Wireless Components Letters期刊第27期915-917页上发表了一篇名为《A Miniaturized Dual-Band FSS WithControllable Frequency Resonances》的论文，该论文公开了一个小型化的双频段频率选择表面。文中提出的频率选择表面的单元结构为：在介质板的上表面印制一个方框型贴片，并在方框内的两条对角线上印制四个相互对称的准箭头型贴片；该频率选择表面通过引入大量弯折线结构，提高了小型化效果，从结果可以看出单元尺寸有0.113个低频谐振波长。但是由于无源谐振单元上的贴片采用平面结构，弯折结构提高的电长度较小，小型化程度还不够高。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足，提出一种基于2.5D编织结构的双频段小型化频率选择表面，旨在提高双频段频率选择表面的小型化效果。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种基于2.5D编织结构的双频段小型化频率选择表面，其特征在于：包括M×N个周期排列的频率选择表面单元，M≥5，N≥5，所述频率选择表面单元包括横截面形状为正六边形的介质板1、印制在介质板1上表面的第一金属贴片2和下表面的第二金属贴片3，以及金属化过孔4，其中：

所述第一金属贴片2由正六边形贴片21和六个第一条带群22组成；

所述第二金属贴片3由六个第二条带群31组成，每个第二条带群31由第一组短条带311、第二组短条带312和第三组短条带313组成，所述三组短条带各由两个短条带组成；

所述正六边形贴片21位于介质板1上表面的中心位置，该正六边形贴片21的每条边上各连接一个第一条带群22，每个第一条带群22由与正六边形贴片21的一条边连接的第一弯折条带221，以及第一短条带224、第二弯折条带222、第二短条带225、第三弯折条带223、第三短条带226和第四短条带227依次排布而成，形成非连续的螺旋折线结构；