[发明专利]一种基于几何可分离电感器和电容器的准集总FSS结构

说明书

本发明的一种基于几何可分离电感器和电容器的准集总FSS结构，包括基板、设置于基板两侧的第一金属层和第二金属层，第一金属层上沿着基板的宽度方向均匀间隔设置的多个第一电极板组，第一电极板组包括两个第一电极板，第一电极板通过第一弯折电线相连，且相邻一个第一电极板组的其中一个第一电极板处于另一个第一电极板组的第一弯折电线之间，第一电极板组两侧设置有弯折线电感器，且弯折线电感器沿着基板的宽度方向设置。本发明的一种基于几何可分离电感器和电容器的准集总FSS结构，具有小型化、频点与带宽可控、极化独立可控等特性，并且该结构可以方便地用于实现单频、双频的带通和带阻滤波特性。

技术领域

本发明涉及微波领域，更具体地，涉及一种基于几何可分离电感器和电容器的准集总FSS结构。

背景技术

超材料频率选择结构(Frequency Selective Surface，FSS)可以对空间中的电磁波进行滤波，与电磁波相互作用表现出明显的带通或帯阻特性，由周期性排列的金属贴片或开孔单元构成的一种二维周期阵列结构。因其具有特定频率选择作用而广泛应用于微波、红外直至可见光波段，成为国内外研究热点。

超材料结构在工程应用中，当入射电磁波极化和入射角发生变化时，会导致超材料的性能发生变化，主要表现为频率偏移。现有的提高超材料结构极化稳定性的方法一般为采用对称性较高的超材料结构。而现有的提高超材料结构角度稳定性的方法一般有三种：

1、介质加载

通过对超材料结构加载高介电常数介质材料，提高超材料结构的等效电长度，从而降低结构的物理尺寸。

2、曲径技术

将超材料结构在二维或三维空间中进行折弯，紧凑的将同样长度的超材料结构布置于更小的空间范围内。

3、集总器件加载

利用集总的电容电感器件对超材料结构进行加载，通过调整集总器件的电容值或电感值来实现超材料结构的小型化。

目前，一般的FSS结构平面缝隙和金属带状线结构，可以实现电路拓扑图中的电容和电感元件，从而得到一个单频带通FSS。但是，由于平面缝隙的电容效应和带状线的电感效应都具有分布参数特性，当这些元件距离较靠近时耦合会增强，从而影响FSS的滤波特性。此外，由于平面缝隙和带状线的电容和电感效应很弱，它们无法用于实现小型化特性，从而影响FSS频响特性的角度稳定性。

发明内容

本发明提供一种基于几何可分离电感器和电容器的准集总FSS结构，具有小型化、频点与带宽可控、极化独立可控等特性，并且该结构可以方便地用于实现单频、双频的带通和带阻滤波特性，可以解决上述技术问题。

根据本发明的一个方面，提供一种基于几何可分离电感器和电容器的准集总FSS结构，包括基板、设置于所述基板两侧的第一金属层和第二金属层，所述第一金属层上沿着所述基板的宽度方向均匀间隔设置的多个第一电极板组，所述第一电极板组包括两个第一电极板，所述第一电极板通过第一弯折电线相连，且相邻一个所述第一电极板组的其中一个所述第一电极板处于另一个所述第一电极板组的所述第一弯折电线之间，所述第一电极板组两侧设置有弯折线电感器，且所述弯折线电感器沿着所述基板的宽度方向设置；

所述第一金属层上还沿着所述基板的长度方向均匀间隔设置的多个第三电极板组，所述第三电极板组包括两个第三电极板，所述第三电极板通过第三弯折电线相连，且相邻一个所述第三电极板组的其中一个所述第三电极板处于另一个所述第三电极板组的所述第三弯折电线之间；

所述第二金属板上沿着所述基板的长度方向均匀间隔设置了多个第二电极板组，所述第二电极板组包括两个第二电极板，所述第二电极板通过第二弯折电线相连，且相邻一个所述第二电极板组的其中一个所述第二电极板处于另一个所述第二电极板组的所述第二弯折电线之间，所述第二电极板组两侧设置有弯折线电感器，且所述弯折线电感器沿着所述基板的长度方向设置；