[发明专利]宽带高角度稳定性频率选择表面

说明书

本发明属于天线罩电磁设计仿真领域，具体涉及宽带高角度稳定性频率选择表面；所述选择表面自上而下共有7层，依次为：第一面层、第二面层、第三面层、第四面层、第五面层、第六面层、第七面层，层与层之间通过胶膜粘接固定形成整体多层结构；其中，第一面层、第二面层、第四面层、第六面层、第七面层均为介质层，且第一、第七面层完全相同，第二、第六面层完全相同；所述第四面层为结构支撑层；所述第三、第五面层为基本金属微单元不同的金属周期面层。本发明实现了天线罩平板的宽带和高角度稳定，通过采用小型化的FSS来获得谐振频率的稳定性，同时可以通过较低介电常数的外加层作为补偿层来提高带宽的稳定性。

技术领域

本发明属于天线罩电磁设计仿真领域，具体涉及宽带高角度稳定性频率选择表面。

背景技术

频率选择表面(FSS)是由二维周期元素组成，它的电磁特性随频率、极化和入射角的变化而变化。通过适当的设计，FSS在某些特定的频段内可以实现电磁波的透射，其余频段内电磁波实现反射。作为一个滤波器，FSS应在不同的入射角和偏振下提供稳定的滤波特性。经过多年的研究，频率选择表面经常用于天线罩的设计。

传统的频率选择表面结构只能实现窄带通带或阻带。近年来，为了实现二阶甚至更高阶滤波器，研究人员提出了多层FSS的设计结构，大大拓宽了通带带宽。但是，一旦电磁波入射角发生变化，频率点会产生明显的偏移，对天线罩的传输性能造成不良影响。

发明内容

发明创造目的：本发明主要解决的问题是实现天线罩平板的宽带和高角度稳定，通过采用小型化的FSS来获得谐振频率的稳定性，同时可以通过较低介电常数的外加层作为补偿层来提高带宽的稳定性，利用Munk理论对频率选择表面进行角稳定性的带宽补偿。

技术方案：

本发明提出的宽带高角度稳定性FSS结构，该结构自上而下共有7层，依次为：第一面层、第二面层、第三面层、第四面层、第五面层、第六面层、第七面层，层与层之间通过胶膜粘接固定形成整体多层结构；其中，第一面层、第二面层、第四面层、第六面层、第七面层均为介质层，且第一、第七面层完全相同，第二、第六面层完全相同；所述第四面层为结构支撑层；所述第三、第五面层为基本金属微单元不同的金属周期面层。

优选的，第三面层为金属周期面层，由若干基本金属微单元无间隙周期排列而成，所述基本金属微单元为双方环嵌套结构。

优选的，第五面层为金属周期面层，由若干基本金属微单元无间隙周期排列而成，所述基本金属微单元为方环中嵌套一十字结构，在十字结构中心设有一圆形孔。

优选的，第三、第五面层均由基本金属微单元及薄型介质衬底组成；所述基本金属微单元粘贴于所述薄型介质衬底上；所述薄型介质衬底选用PI膜；在制成工艺上，可以采用丝网印刷工艺加工而成，保证足够的加工精度。

优选的，所述第一、第七面层采用高介电常数介质材料，即高密度介质层；具体可以采用玻璃钢、环氧树脂等石英复合材料或者玻璃纤维复合面料等复合材料。

优选的，所述第二、第六面层为一低介电常数介质材料，即低密度介质层；具体可以采用NOMEX纸蜂窝或者PMI泡沫；所述第四面层采用层压板，保证足够的支撑强度。

有益技术效果：本发明的关键点在于宽带高角度频率选择表面的结构构成，在结构构成的基础上的各种具体的设计参数，以及该发明可以应用在雷达天线罩的制作上。可以广泛应用在雷达天线罩的制造。

附图说明：

图1为本发明的结构示意图；

图2为第三面层FSS阵子单元结构图；

图3为第五面层FSS阵子单元结构图；

图4为第三面层FSS阵子排列示意图；

图5为第五面层FSS阵子排列示意图；