[发明专利]一种频率选择表面及超薄频选天线罩

说明书

本发明属于电磁场与微波技术领域，具体涉及一种频率选择表面及利用该频率选择表面制作的超薄频选天线罩。本发明所述一种频率选择表面，其包括单层基板和若干个金属结构单元，所述若干个金属结构单元沿基板表面连续周期排列，每一个金属结构单元均包括若干个金属开孔，若干个金属开孔环形设置，且若干个金属开孔环形的中心通过连接框相互连通。本发明将本发明特别的频率选择表面，设置在天线罩中，使天线罩具有空间滤波器的作用，相对于现有技术，在不影响透波效率的情况下，进一步简化了频选天线罩的结构复杂性，取代了现有技术中的多层级联结构，大幅度简化了天线罩结构的复杂性，缩小了天线罩的总厚度，降低了天线罩的重量，节约了成本。

技术领域

本发明属于电磁场与微波技术领域，具体涉及一种频率选择表面及利用该频率选择表面制作的超薄频选天线罩。

背景技术

频率选择表面（FSS）是一类由大量无源谐振单元组成的单屏或多屏周期性阵列结构，由周期性排列的金属贴片单元或在金属屏上周期性排列的孔径单元构成。频率选择表面对电磁波具有选择性，它具有让某一频段内的电磁波全部透射而让其他频段的电磁波全部反射的特性，是一种空间滤波器。利用FSS技术，可降低天线系统的雷达散射截面（RCS），提升飞行器、舰船或其它载具的隐身性能。在移动通信领域，由于频谱资源日趋紧缺，基站天线为有效抑制带外辐射以降低无线通信设备之间的相互干扰，也需要性能更加优异的频率选择表面，实现更好的电磁兼容性。

目前，采用频率选择表面技术设计的天线罩，可在保证低频天线具有较好的透波性能的同时，显著降低天线罩的厚度。现有技术中公开了一种超薄低通频选超材料透波天线罩及其天线系统，所设计的用于2.5GHz天线的天线罩厚度为3.036mm。但是，该天线罩由3层频率选择表面级联而成，虽然大大缩减了天线罩厚度，但结构复杂，成本依然较高且厚度有进一步压缩的空间。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本发明的目的是提供一种结构简单、成本较低、厚度更薄的频率选择表面，及利用该频率选择表面制作的超薄频选天线罩，解决了现有技术的上述结构复杂、成本较高、厚度较厚的缺陷。

包括单层基板和若干个金属结构单元，所述若干个金属结构单元沿基板表面连续周期排列，每一个金属结构单元均包括若干个金属开孔，若干个金属开孔环形设置，且若干个金属开孔环形的中心通过连接框相互连通。

本发明所述基板为介电材料，介电材料选自包括纤维/树脂复合材料、石英材料、陶瓷材料或柔性塑料薄膜的一种或多种；所述金属结构单元的材料为导电材料，所述导电材料选自包括Au、Ag、Cu或Al的一种或多种。

优选地，所述基板的单面设置有周期排列的若干个金属结构单元。

优选地，所述连接框自中心点向外延伸出若干个连接线，连接线的数量与金属开孔的数量相匹配，每相邻两连接线之间的夹角相同，连接线连接在金属开孔与连接线相连一边的中点处。

优选地，所述金属开孔和连接框通过电路板印刷或光刻蚀技术附着在基板上。

优选地，所述金属开孔为四个，均为梯形，梯形金属开孔较短的上底边相向设置，每一个梯形金属开孔的上底边的中心点与连接框相连，四个梯形金属开孔等距环形设置。

优选地，所述金属开孔为四个，均为弧形，每一个弧形金属开孔的短弧边相向设置，其中短弧边的中心点与连接框相连，四个弧形金属开孔等距环形设置。

优选地，单个金属开孔与连接框的面积之比为2.25-7.15。

优选地，每一个金属结构单元均包括四个金属开孔，四个金属开孔环形等距设置，连接框为十字框，四个金属开孔通过十字框相互连通。

本发明所述超薄频选天线罩，包括罩体和频率选择表面；频率选择表面固定设置于罩体靠近天线一侧的内壁上或嵌入罩体内的夹层中，所述频率选择表面为至少一层。