[发明专利]一种具有超宽入射角稳定性的频率选择表面及其设计方法

权利要求书

1.一种具有超宽入射角稳定性的频率选择表面，其特征在于，包括：介质板、位于介质板上表面的谐振结构、位于介质板下表面的馈电结构和连通介质板上下表面的金属通孔；

所述谐振结构包括两条上平行微带线、两个尺寸相同的长方形金属贴片以及位于两长方形金属贴片中间的变容二极管；两长方形金属贴片位于两条上平行微带线之间；

所述变容二极管两侧馈线通过所述金属通孔连接至所述馈电结构；

介质板表面为矩形时，选取一个边为x方向，与x方向垂直的另一边为y方向；

其中两条上平行微带线位于所述介质板上表面的两条边上，二者平行放置，且沿x方向分布，长度为p，宽度为w1；

两长方形金属贴片边长为d×d/2,二者平行放置，位于两条所述上平行微带线之间；长方形金属贴片的长边沿y方向；

所述变容二极管嵌入在两长方形金属贴片的中央处；

所述介质板下表面的馈电结构由沿着y方向的两条下平行微带线组成；所述下平行微带线宽度为w2，长度为p；两条下平行微带线与两长方形金属贴片对应；

所述金属通孔垂直于所述介质板的上下表面，用于连通下平行微带线及其对应的长方形金属贴片；

两条所述下平行微带线平行放置，且与两个所述金属通孔分别互相垂直。

2.如权利要求1所述的一种具有超宽入射角稳定性的频率选择表面，其特征在于，所述介质板的介电常数为11.9；

所述金属贴片、馈电线和金属层的材料为铜；

所述变容二极管的型号是BB 857-02V。

3.一种具有超宽入射角稳定性的频率选择表面设计方法，其特征在于，针对如权利要求1～2任一所述的频率选择表面进行设计，具体包括如下步骤：

步骤一、根据空气阻抗确定谐振结构的等效阻抗满足的条件，进一步求出磁导率水平分量μ_t和介电常数水平分量ε_t满足的条件；

步骤二、将一片正方形金属贴片分成两个等大的长方形金属贴片，并在所述两个长方形金属贴片的中间嵌入变容二极管，得到位于介质板上表面的谐振结构，并设计谐振结构的参数；

步骤三、在所述介质底部添加馈电线路，所述馈电线路通过金属通孔连接至上层的变容二极管两侧，所述馈电线路的方向沿着与上层所述平行微带线垂直的方向分布。

4.如权利要求3所述的一种具有超宽入射角稳定性的频率选择表面设计方法，其特征在于，所述磁导率水平分量μ_t和所述介电常数水平分量ε_t需要满足的条件为：

其中，η₀为空气阻抗常量，大小为377欧姆，μ_n为磁导率垂直分量。