[发明专利]一种散热-吸波一体的无源频率选择表面吸波器

说明书

本发明公开了一种散热‑吸波一体的无源频率选择表面吸波器，包括从上到下依次设置的频率选择表面、介质基底、空气层和金属地。本发明的有益效果为：(1)采用了无源频率选择表面，性能稳定，且减少了额外产生的热源以及电磁干扰；(2)上下层的通孔以及中间的空气层能够更好的散热，且不影响吸波性能；(3)吸波‑散热一体结构，在原有的散热孔上进行吸波设计，既能减少空间、节约成本，也能实现电磁防护和散热功能。

技术领域

本发明涉及电磁防护技术领域，尤其是一种散热-吸波一体的无源频率选择表面吸波器。

背景技术

FSS是一种完全相同的基本单元按照一定方式周期性排列的阵列结构。FSS于上世纪六十年代被提出，是一种新型微波电路，可以对电磁波的频率、相位和极化等特性进行选择，其本质上是一种空间滤波器，具有一定的选择电磁波频率的特性。FSS一般分为贴片型和孔径型两种基本类型的单元，分别对应电磁波的低通和高通滤波器。贴片型FSS主要是由完全相同的金属贴片构成的周期阵列，孔径型FSS则是由完全相同的金属缝隙构成的周期结构。传统的吸波器采用完整的金属背板，由于金属的全反射特性，数据处理时透射系数可忽略不计。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种散热-吸波一体的无源频率选择表面吸波器，在吸波器结构上打了通孔，实现了吸波散热一体设计。

为解决上述技术问题，本发明提供一种散热-吸波一体的无源频率选择表面吸波器，包括从上到下依次设置的频率选择表面、介质基底、空气层和金属地。

优选的，频率选择表面包括上层双方环金属贴片以及附着的贴片电阻、中间的空气层、下层金属板层；贴片电阻均放置在开缝圆环缝隙处，上下层中心的通孔以及上下层分别打通的圆形孔洞，在满足散热性能的前提条件下，实现2.2～5.8GHz频段90％以上的吸波。

优选的，设R(ω)是反射率，T(ω)是传输率，A(ω)是吸波率，三者之间的关系表示为：

A(ω)＝1-R(ω)-T(ω)

用散射参数S来表示FSS吸波器的吸波率，其中反射率、传输率用S参数的反射系数、传输系数表示：R(ω)＝|S₁₁|²，T(ω)＝|S₂₁|²，因此，吸波率A(ω)又通过S参数表示为：

A(ω)＝1–|S₁₁|²-|S₂₁|²

金属板层为全反射导体面，透波系数S₂₁忽略不计，为实现散热功能对金属板层做了打孔处理，因而金属地板的透波系数不可忽略。

优选的，介质基底选用相对介电常数为2.2的F4B基底材料。

优选的，介质基底上的圆形孔洞呈周期性分布。

优选的，金属地上的周期性中心孔洞与最上层中心孔对应，形成通孔。

本发明的有益效果为：(1)采用了无源频率选择表面，性能稳定，且减少了额外产生的热源以及电磁干扰；(2)上下层的通孔以及中间的空气层能够更好的散热，且不影响吸波性能；(3)吸波-散热一体结构，在原有的散热孔上进行吸波设计，既能减少空间、节约成本，也能实现电磁防护和散热功能。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图2(a)(b)(c)为本发明在TE模式下、不同角度下仿真和测试的吸波率示意图。

图3(a)(b)(c)为本发明在TM模式、不同角度下仿真和测试的吸波率示意图。

图4为本发明作为机箱散热面与散热面为金属板、圆孔散热口的温度对比示意图。

具体实施方式