应用于超宽带天线的频率选择表面结构制造技术

本发明专利技术公开的应用于超宽带天线的频率选择表面结构，包括介质支撑层，在介质支撑层上贴附有金属单元层；金属单元层由1个或多个金属单元结构组成；每个金属单元结构均包括正四边形环贴片和四个弧形环贴片，四个弧形环贴片均设置于正四边形环贴片内，且每个弧形环贴片均与正四边形环贴片的内壁相接；每个弧形环贴片呈四分之一圆环状，四个弧形环贴片分别于正四边形环贴片的四个角处且相互对称。本发明专利技术应用于超宽带天线的频率选择表面结构，能在单元形状简单、面积小的同时在UWB(3.1GHz‑10.6GHz)频段内实现反射，其他频段内实现透射，进而改善超宽带天线各方面的性能。

Frequency selective surface structure applied to UWB antenna

The invention discloses application in ultra wideband antenna with frequency selective surface structure, including the dielectric support layer, the dielectric support layer is covered with a metal layer; a metal layer consisting of 1 or more metal structure unit; each unit includes a metal structure of square ring patch and four arc ring patch the four arc ring patch set Yu Zheng quad ring patch, and each arc ring patch with square ring patch is connected with the inner wall; each arc ring patch is 1/4 circular, four curved quadrilateral Yu Zheng ring ring patch respectively at four corners of the patch and symmetrical. The invention is applied to the ultra wideband antenna with frequency selective surface structure in simple shape and small size of the unit at the UWB (3.1GHz 10.6GHz) reflection band, the other transmission band, and improve the performance of the ultra wideband antenna.

【技术实现步骤摘要】
应用于超宽带天线的频率选择表面结构
本专利技术属于电磁场与微波
，具体涉及应用于超宽带天线的频率选择表面结构。
技术介绍
频率选择表面(FSS)由周期性排列的金属贴片单元或在金属屏上周期性排列的孔径单元构成。它本身不吸收能量，当电磁波入射到其表面时，会对不同频率的电磁波进行选择，在其通带范围内，电磁波通过金属贴片单元表面；在其阻带范围内，电磁波被反射回去，进而表现出不同的传播特性，完成频率和极化的选择特性，可以看作一种空间滤波器。FSS结构对不同频率的电磁波入射表现出不同的选择作用，其最基本的因素是对于FSS形状的选择，以及尺寸的控制。要求FSS结构能够在形状简单、面积小的同时在指定频段具有良好的频率选择特性。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供应用于超宽带天线的频率选择表面结构，能在形状简单、面积小的同时在UWB(3.1GHz-10.6GHz)频段内实现反射，其他频段内实现透射，进而改善超宽带天线各方面的性能。本专利技术所采用的技术方案是，应用于超宽带天线的频率选择表面结构，包括介质支撑层，在介质支撑层上贴附有金属单元层；金属单元层由1个或多个金属单元结构组成；每个金属单元结构均包括正四边形环贴片和四个弧形环贴片，四个弧形环贴片均设置于正四边形环贴片内，且每个弧形环贴片均与正四边形环贴片的内壁相接；每个弧形环贴片呈四分之一圆环状，四个弧形环贴片分别于正四边形环贴片的四个角处且相互对称。本专利技术的特点还在于：介质支撑层的长度为8.25mm±0.1mm，宽度为8.25mm±0.1mm，厚度为0.625mm±0.01mm。介质支撑层的介电常数为10.2。金属单元结构的谐振频率与UWB频率相同，均为：3.1GHz～10.6GHz。正四边形环贴片的外环边长为8mm±0.1mm，内环边长为6.2mm±0.1mm；四个弧形环贴片的外环半径均为3mm±0.1mm、内环半径均为2.5mm±0.1mm，且四个弧形环贴片的圆心为正四边形环贴片内环的四个角。本专利技术的有益效果在于：本专利技术应用于超宽带天线的频率选择表面结构，与现有技术相比具有明显的优势，其具体表现为：频率选择表面只有介质支撑层和金属单元层两层重复，结构简单、易于加工且成本较低；其中的金属单元层采用新型的金属单元结构，该金属单元结构由正四边形环贴片和四个弧形环贴片组成，结构也比较简单、易于建模和加工；频率选择表面能够在较少的重复结构内完成在UWB(3.1GHz-10.6GHz)频段内实现反射，其他频段内实现透射，进而改善超宽带天线各方面的性能。总之，本专利技术的频率选择表面结构具有良好的使用价值，非常适合推广使用。附图说明图1是本专利技术应用于超宽带天线的频率选择表面结构一种实施例结构示意图；图2是本专利技术应用于超宽带天线的频率选择表面结构另一种实施例结构示意图；图3是本专利技术应用于超宽带天线的频率选择表面结构的仿真结果图。图中，1.介质支撑层，2.金属单元层，3.正四边形环贴片，4.弧形环贴片，5金属单元结构。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行详细说明。本专利技术应用于超宽带天线的频率选择表面结构，如图1及图2所示，包括介质支撑层1，在介质支撑层1上贴附有金属单元层2；金属单元层2由1个或多个金属单元结构5组成；每个金属单元结构5均包括正四边形环贴片3和四个弧形环贴片4，四个弧形环贴片4均设置于正四边形环贴片3内，且每个弧形环贴片4均与正四边形环贴片3的内壁相接；每个弧形环贴片4呈四分之一圆环状，四个弧形环贴片4分别于正四边形环贴片3的四个角处且相互对称。介质支撑层1的材料根据具体需求进行设置，优选采用介电常数为10.2的材料，若介质材料选择其他材料，则金属单元层2需要进行调整。介质支撑层1的厚度不超过超宽带天线所发射电磁波四分之一的波长。若金属单元层2中有多个金属单元结构5，则多个金属单元结构5的排列方式为：如图2所示，按照N*M排列方式周期性矩阵式排列在设定的介质支撑层1上。具体大小根据具体超宽带天线需求来设定。要保证一个金属单元结构5周围有四个金属单元结构5与之相接。金属单元结构5的谐振频率与UWB(3.1GHz～10.6GHz)频率相同。本专利技术应用于超宽带天线的频率选择表面单元结构中各部位的尺寸范围如下：介质支撑层1的长度为8.25mm±0.1mm，宽度为8.25mm±0.1mm，厚度为0.625mm±0.01mm；正四边形环贴片3的外环边长为8mm±0.1mm，内环边长为6.2mm±0.1mm；四个弧形环贴片4的外环半径均为3mm±0.1mm、内环半径均为2.5mm±0.1mm，且四个弧形环贴片4的圆心为正四边形环贴片3内环的四个角。正四边形环贴片3和弧形环贴片4能扩展反射频段，在尽可能小的面积内完成在UWB(3.1GHz-10.6GHz)频段内实现反射，其他频段内实现透射。在使用时，本专利技术应用于超宽带天线的频率选择表面结构布置于超宽带天线的上方，具体距离超宽带天线的远近视具体超宽带天线多决定，整个频率选择表面结构内金属单元结构5的数量视具体超宽带天线所决定。本专利技术应用于超宽带天线的频率选择表面结构，能在单元形状简单、面积小的同时在UWB(3.1GHz-10.6GHz)频段内实现反射，其他频段内实现透射，进而改善超宽带天线各方面的性能。本文档来自技高网...

【技术保护点】
应用于超宽带天线的频率选择表面结构，其特征在于，包括介质支撑层(1)，在所述介质支撑层(1)上贴附有金属单元层(2)；所述金属单元层(2)由1个或多个金属单元结构(5)组成；每个所述金属单元结构(5)均包括正四边形环贴片(3)和四个弧形环贴片(4)，所述四个弧形环贴片(4)均设置于正四边形环贴片(3)内，且每个所述弧形环贴片(4)均与正四边形环贴片(3)的内壁相接；每个所述弧形环贴片(4)呈四分之一圆环状，所述四个弧形环贴片(4)分别于正四边形环贴片(3)的四个角处且相互对称。

【技术特征摘要】
1.应用于超宽带天线的频率选择表面结构，其特征在于，包括介质支撑层(1)，在所述介质支撑层(1)上贴附有金属单元层(2)；所述金属单元层(2)由1个或多个金属单元结构(5)组成；每个所述金属单元结构(5)均包括正四边形环贴片(3)和四个弧形环贴片(4)，所述四个弧形环贴片(4)均设置于正四边形环贴片(3)内，且每个所述弧形环贴片(4)均与正四边形环贴片(3)的内壁相接；每个所述弧形环贴片(4)呈四分之一圆环状，所述四个弧形环贴片(4)分别于正四边形环贴片(3)的四个角处且相互对称。2.根据权利要求1所述的应用于超宽带天线的频率选择表面结构，其特征在于，所述介质支撑层(1)的长度为8.25mm±0.1mm，宽度为8.25mm±0.1m...

【专利技术属性】
技术研发人员：王丽黎，张悦，
申请(专利权)人：西安理工大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61