[发明专利]一种基于超表面结构的带宽可调角域滤波器

说明书

本发明公开了一种基于超表面结构的带宽可调角域滤波器，包括第一超表面平板、第二超表面平板、第三超表面平板、第四超表面平板、固定支架、升降滑套、用于超表面平板定位安装的十六个固定螺丝钉与用于超表面平板调节间距的十六个调距螺丝钉，四种超表面平板分别由印制在介质基片上的第一、第二、第三及第四超表面结构单元平行紧贴排列而成，通过十六个固定螺丝钉将第一超表面平板、第二超表面平板、第三超表面平板、第四超表面平板固定在升降滑套上，通过十六个调距螺丝钉将升降滑套锁定在固定支架上。本发明可以实现对不同入射角度电磁波的空间选频功能，同时滤波带宽可调，满足不同频率、不同滤波带宽的性能需求，因此其适用场合广泛。

技术领域

本发明属于微波毫米波天线技术领域，涉及一种基于超表面结构的带宽可调角域滤波器。

背景技术

频率选择表面(FSS)是一种由亚波长尺寸的金属结构单元在二维平面内按照一定周期排列组合而成的电磁结构，也被称之为“超表面”。当电磁波照射到频率选择表面时，其对特定频域的电磁波表现为透射特性，而对特定频域外的电磁波表现为反射特性。将不同结构类型的频率选择表面单元进行组合排列和多层排列后，可以得到特定的选频滤波特性。由于频率选择表面具有低剖面、低成本、重量轻的特点，其在军事、通信领域常被应用于降低天线RCS、通信天线宽带隐身等方面。但在科学界以及工业界，对此类滤波器的研究大多数仅关注其频域特性，而对其在不同入射角的响应特性，既角域特性的研究却很少被提及。

为了利用频率选择表面的滤波特性，中国专利公开了一种频率响应稳定的频率选择表面(专利号：201710349144.1，申请日2017.05.17)，通过在旋转排布的旗面状介质板上设计特殊的周期排列贴片单元，实现了一种小型化、低成本的频率选择表面。但是该设计对不同入射角度的电磁波信号响应不敏感，未能利用其角域响应特性，并且只对固定频域具有选频滤波特性，不具备选频频域可调功能，导致其应用场景受限。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术存在的不足，提供一种基于超表面结构的带宽可调角域滤波器，实现了对不同入射角度电磁波的空间选频功能与滤波带宽可调功能，同时实现其结构的集成化、轻量化和低成本化。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：

一种基于超表面结构的带宽可调角域滤波器，包括第一超表面平板、第二超表面平板、第三超表面平板、第四超表面平板、固定支架、升降滑套、用于超表面平板定位安装的十六个固定螺丝钉与用于超表面平板调节间距的十六个调距螺丝钉，其特征在于：所述第一超表面平板由印制在第一介质基片上的第一超表面结构单元平行紧贴排列而成；所述第二超表面平板由印制在第二介质基片上的第二超表面结构单元平行紧贴排列而成；所述第三超表面平板由印制在第三介质基片上第三超表面结构单元平行紧贴排列而成；所述第四超表面平板由印制在第四介质基片上第四超表面结构单元平行紧贴排列而成；第一至第四超表面平板依次垂直排列；四种超表面结构单元的具体个数与排列循序由超表面平板的尺寸情况而定；在第一超表面平板四角均钻有四个定位固定用的通孔，在第二超表面平板四角均钻有四个定位固定用的通孔，在第三超表面平板四角均钻有四个定位固定用的通孔，在第四超表面平板四角均钻有四个定位固定用的通孔，在固定支架上套有升降滑套，在升降滑套上钻有十六个固定通孔与十六个调距通孔；所述十六个固定螺丝钉、十六个调距螺丝钉的螺纹直径与第一超表面平板定位固定用的通孔直径、第二超表面平板定位固定用的通孔直径、第三超表面平板定位固定用的通孔直径、第四超表面平板定位固定用的通孔直径、升降滑套的固定通孔直径以及升降滑套的调距通孔直径相同，通过十六个固定螺丝钉将第一超表面平板、第二超表面平板、第三超表面平板、第四超表面平板固定在升降滑套上，通过十六个调距螺丝钉将升降滑套锁定在固定支架上。

进一步地，所述的第一介质基片、第二介质基片、第三介质基片、第四介质基片的厚度均为1.2mm。