[发明专利]一种新型双层四通带小型化频率选择表面结构

说明书

本发明公开了一种新型双层四通带小型化频率选择表面结构，所述新型双层四通带小型化频率选择表面结构包括多个周期性排列的单元结构，所述单元结构由部分弯折的十字环状结构和方环状结构级联构成，单元结构尺寸小于λ/10。通过CST仿真可知，该结构具有四个独立工作的通带，且四个通带相对带宽分别为27.8％、34.6％、22.1％、14.9％，具备宽带的性能。相较传统的双频带FSS，具有更多的频段选择，作为空间滤波器，可以满足在无线通信系统中更多的应用需求。

技术领域

本发明涉及频率选择表面技术领域，具体涉及一种新型双层四通带小型化频率选择表面结构。

背景技术

频率选择表面(Frequency selective surface,FSS)是一种刻蚀在介质底板上的周期性金属阵列。FSS的性能和金属阵列的形状、大小、间距，以及介质底板的材料、厚度有一定的关系。传统的FSS器件已经被研究了数十年，目前已经广泛应用于各个领域，例如吸收器，雷达，检测器，滤波器，天线罩等等。

随着研究的不断深入，在对于FSS性能方面的需求也在不断增加。不仅要求FSS吸收性能好，并且为了节省成本和资源，希望能够在单个结构上实现多通带性能。

发明内容

为了在实现现有技术上的更多的应用需求，本发明提供了一种新型双层四通带小型化频率选择表面结构，充分利用金属环状结构层间耦合，实现结构极高的小型化程度。本发明在电磁兼容，无线通信，多频天线增强等方面具有一定的应用前景。其单元尺寸与厚度极小，能够在S/C、Ku、K、K/Ka波段实现四个通带，通带的-3dB相对带宽皆具备宽带性能。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种新型双层四通带小型化频率选择表面结构，所述频率选择表面包含多个紧密排列的周期单元结构，所述周期单元结构包括顶层金属环状结构P1、有耗介质层D1和底层金属环状结构P2；所述顶层金属环状结构P1设于有耗介质层D1上表面，所述底层金属环状结构P2设于有耗介质层D1下表面。

所述的顶层金属环状结构P1为中心对称结构。所述的顶层金属环状结构P1的形状为“十”字形。

所述顶层金属环状结构P1为部分弯曲处理结构。

所述的有耗介质层D1采用Rogers RT6010LM板材，介电常数为10.7，介质损耗角正切值为0.0023。

入射于所述频率选择表面结构的电磁波频率为0GHz-30.6GHz。

所述频率选择表面结构可以在S/C、Ku、K、K/Ka波段实现四个通带，通带的-3dB相对带宽分别为27.8％，34.6％，22.1％，14.9％，都具备宽带的性能。

本发明的新型双层四通带小型化频率选择表面结构在电磁兼容，无线通信，多频天线增强等方面具有一定的应用前景。

本发明的有益效果是：

本发明的新型双层四通带小型化频率选择表面结构，利用顶层金属环状结构P1和底层金属环状结构P2之间的良好谐振，可实现在S/C、Ku、K、K/Ka波段实现四个通带；并且由于顶层金属环状结构的弯折处理，在整体尺寸不变的情况下，使通带向低频偏移，使得整体结构所占波长降低。本发明可以将结构的单元尺寸降低到了λ/10以内，最终的单元尺寸约为0.08λ，从而可以在固定的空间内，放置更多的单元结构。此外，该结构的厚度极薄，频率选择表面的厚度为0.0053λ，可以实用在对狭小空间要求更高的场景。且本发明结构仅使用了两层金属环状结构，也在工艺上降低了制造成本。

综合来说，本发明适用于超薄结构、小型化以及多频带的频率选择表面设计，给新型的频率选择表面设计提供了新的思路。

附图说明

图1是本发明实施例的频率选择表面三维结构图；