[发明专利]一种双通带频率选择表面结构及其单元结构

说明书

一种双通带频率选择表面结构及其单元结构，属于电磁波技术领域，其特征在于：包括自上而下依次设置的金属层和介质基板；所述金属层上开设有十字型缝隙和阶梯型缝隙；所述十字型缝隙的中心与所述金属层中心重合；所述阶梯型缝隙共设置有四个，分别位于十字型缝隙分隔开的四个区域内，且围绕结构中心依次旋转90°设置；所述十字型缝隙与所述阶梯型缝隙相连接。本发明所述双通带频率选择表面结构在6.7GHz和18.1GHz两个频点附近处都具有极强的滤波特性，能够保护工作在此双频点的卫星通信信号不被其他频率信号所干扰，在TE和TM极化入射波垂直照射时谐振频率无偏差，在TE和TM模式下，以不同角度入射波照射时谐振频率和带宽变化较小，对结构性能无影响。

技术领域

本发明属于电磁波技术领域，尤其涉及一种双通带频率选择表面结构及其单元结构。

背景技术

频率选择表面(Frequency Selective Surface，FSS)是一种二维周期阵列结构，可在特定频段使电磁无损耗或低损耗通过，而使该频段外的电磁波被屏蔽反射，可以有效的控制电磁波的传输和反射，类似于空间滤波器。由于其独特的滤波特性，FSS可以广泛应用于电磁防护、电磁兼容、天线、滤波器等方面。

卫星通信主要是指各地球站或地球站跟航天器之间通过通信卫星进行信号转发的无线电通信，卫星通信主要包括了卫星中继通信、卫星直接广播、卫星移动通信和卫星固定通信四种方式。用于卫星通信的工作频段主要有：厘米波频段，频率范围为3-30GH。该频段对应于IEEE的S(2-4GHz)、C(4-8GHz)、Ku(12-18GHz)、K(18-27GHz)以及Ka(26.5-40GHz)频段。

现有的用于卫星通信频段的频率选择表面的不足之处在于其滤波频段单一、结构稳定性较差，不能满足更多场景和更高性能的要求，并且现有FSS结构单元尺寸较大，已不能满足当下追求小型化结构的需求。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种双通带频率选择表面结构及其单元结构。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

第一方面，本发明提供一种双通带频率选择表面单元结构，包括自上而下依次设置的金属层和介质基板；所述金属层上开设有十字型缝隙和阶梯型缝隙；所述十字型缝隙的中心与所述金属层中心重合；所述阶梯型缝隙共设置有四个，分别位于十字型缝隙分隔开的四个区域内，且围绕结构中心依次旋转90°设置；所述十字型缝隙(11)与所述阶梯型缝隙(21)相连接。

进一步，本发明所述双通带频率选择表面单元结构，所述十字型缝隙既是轴对称结构也是中心对称结构。

进一步，本发明所述双通带频率选择表面单元结构，所述阶梯型缝隙为轴对称结构。

进一步，本发明所述双通带频率选择表面单元结构，所述阶梯型缝隙包括一个第一矩形缝隙、一个第二矩形缝隙、两个第三矩形缝隙、两个第四矩形缝隙和一个第五矩形缝隙；所述第二矩形缝隙、第三矩形缝隙第四矩形缝隙、和第五矩形缝隙等间距平行设置；所述第二矩形缝隙、第三矩形缝隙、第四矩形缝隙、第五矩形缝隙均与第一矩形缝隙垂直设置。

进一步，本发明所述双通带频率选择表面单元结构，所述十字型缝隙和所述阶梯型缝隙通过第一矩形缝隙相连接。

进一步，本发明所述双通带频率选择表面单元结构，所述第一矩形缝隙垂直与前述十字型缝隙设置。

进一步，本发明所述双通带频率选择表面单元结构，所述介质基板由耐燃材料制成；所述金属层由金属制成；所述金属包括铜或铝或金。

进一步，本发明所述双通带频率选择表面单元结构，所述金属层和所述介质基板均为正方形结构。

进一步，本发明所述双通带频率选择表面单元结构，所述金属层和所述介质基板的尺寸均为8mm*8mm。该频率选择表面结构尺寸很小，单元结构的表面尺寸仅为8mm*8mm，满足小型化结构的趋势。