频率选择表面、频率选择表面结构及天线罩制造技术

本发明专利技术提供了一种频率选择表面、频率选择表面结构及天线罩，频率选择表面由周期排列的缝隙型单元组成，任意缝隙型单元由正多边形环与位于正多边形环内部的正多边形贴片复合而成，且两者共中心且具有相同的边数，正多边形环的任意环边内侧均设置有相同的网纹结构，任意网纹结构包括多个“V”字图案并间隔设置在环边内侧，其开口方向还不朝向环边设置；“V”字图案与其相邻的“V”字图案的臂均不相交；靠近两条环边的交点设置的两条环边内侧的“V”字图案的其中一条臂相交于一点，且两条环边内侧的“V”字图案的相交的臂与两条环边围成的结构为实心金属结构。本发明专利技术的方案能够在X、Ku、K、Ka、U波段的宽频带范围内实现连续透波特性。

【技术实现步骤摘要】
频率选择表面、频率选择表面结构及天线罩
本专利技术提供一种频率选择表面、频率选择表面结构及天线罩，属于电磁场与微波

技术介绍
超材料是一类具有自然界中材料所不具备的超常物理性质的人工复合结构或复合材料。具有透波特性的超材料，其常见的实现方式是通过将设计的金属微结构按既定的排布即频率选择表面，镶嵌在树脂或陶瓷材料中，使其具有调制电磁波、改变电磁波传播方式的功能以达到透波的目的。频率选择表面单元结构可分为两种类型：贴片型单元结构和缝隙型单元结构，两种类型在图案上是互补的，且两者的频率响应特性是相反的。贴片型单元结构是在介质板上按照一定周期排布贴上一些互不相连的金属图案，缝隙型单元结构是在一块完整的金属层面上按照一定周期排布开一些缝隙图案。目前，利用频率选择表面结构实现X、Ku波段宽频透波已有相关研究，但由于从X波段到U波段的超宽频带长达52GHz，目前还未见能够实现从X波段到U波段的超宽频带连续透波的频率选择表面结构。因此，在上述如此宽频带范围内实现透波特性的频率选择表面结构是超材料透波技术的研究难点，也是该领域亟待解决的问题。
技术实现思路
在下文中给出关于本专利技术的简要概述，以便提供关于本专利技术的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本专利技术的穷举性概述。它并不是意图确定本专利技术的关键或重要部分，也不是意图限定本专利技术的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。本专利技术的目的在于提供一种频率选择表面、频率选择表面结构及天线罩，本专利技术提供的频率选择表面、频率选择表面结构及天线罩能够在X、Ku、K、Ka、U波段(即从X波段到U波段)的宽频带范围内实现连续透波特性。本专利技术的技术解决方案：根据本专利技术一方面提供一种频率选择表面，由周期排列的缝隙型单元组成，任意缝隙型单元由正多边形环与位于正多边形环内部的正多边形贴片复合而成，其中，正多边形环与正多边形贴片共中心且具有相同的边数，正多边形环的任意环边内侧均设置有相同的网纹结构，任意网纹结构包括多个“V”字图案，多个“V”字图案间隔设置在环边内侧并与环边呈夹角设置，且“V”字图案的开口方向还不朝向环边设置，以及，对于同一环边内侧的任意“V”字图案，“V”字图案与其相邻的“V”字图案的臂均不相交；对于任意相邻的两条环边，靠近两条环边的交点设置的两条环边内侧的“V”字图案的其中一条臂相交于一点，且两条环边内侧的“V”字图案的相交的臂与两条环边围成的结构为实心金属结构。进一步地，环边内侧“V”字图案与环边垂直设置。进一步地，正多边形环为正六边形环并且正多边形贴片为正六边形贴片。进一步地，缝隙型单元均采用蜂窝型栅格周期排列且周期尺寸相等。进一步地，正多边形环、正多边形贴片以及多个“V”字图案均为金属材质。进一步地，正多边形环的每条环边的长度为c，宽度为d，其中，所c满足c＝1.9～2.3mm，d满足正多边形贴片的的边长为e，e满足进一步地，同一环边内侧的任意相邻“V”字图案之间的环边边长为a，a满足环边内侧的任意“V”字图案的任意一条臂与环边所形成的锐角为θ，θ满足45°≤θ≤75°。进一步地，任意“V”字图案的任意臂的宽度为f、长度为b，f满足b满足根据本专利技术另一方面提供一种频率选择表面结构，所述频率选择表面包括一层或两层介质层，以及设置在所述一层介质层的一侧或两侧的、或两层介质层之间的上述的频率选择表面。根据本专利技术再一方面提供一种天线罩，所述天线罩具有上述的频率选择表面结构。通过上述技术方案，对于本专利技术的任意频率选择表面单元：在正多边形环结构的每条环边内侧设计网纹结构，从而形成了具有网纹边界的正多边形环结构，通过网纹结构的设计以及与正多边形环边的特定位置关系实现了低频透波特性，此外，在所设计的网纹边界的正多边形环结构内部设计一个正多边形贴片结构，通过此种特殊设计实现了高频透波特性，由于透波特性在低频和高频两个方向的波段扩展，即通过本专利技术所设计的频率选择表面单元实现了从X波段至U波段的超宽频带连续透波特性，解决了现有频率选择表面结构在该超宽频带范围内无法实现连续透波的问题，突破了超材料超宽频带透波技术的研究难点。附图说明所包括的附图用来提供对本专利技术实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本专利技术的实施例，并与文字描述一起来阐释本专利技术的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为根据本专利技术实施例提供的频率选择表面的缝隙型单元的结构示意图；图2为根据本专利技术实施例提供的正多边形环的环边的结构示意图；图3为为根据本专利技术实施例提供的频率选择表面的结构示意图；图4为根据本专利技术实施例提供的频率选择表面结构的侧视图；图5为根据本专利技术实施例提供的频率选择表面天线罩的透波特性仿真结果。上述附图中：1、第一介质层；2、频率选择表面结构；3、第二介质层；21、正多边形贴片；22、网纹结构。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本专利技术及其应用或使用的任何限制。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本专利技术的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。如图1-3所示，根据本专利技术实施例提供一种频率选择表面，由周期排列的缝隙型单元组成，其中：如图1和2所示，对于任意缝隙型单元，单元由正多边形环与位于正多边形环内部的正多边形贴片21复合而成，其中，正多边形环与正多边形贴片21具有相同的边数且正多边形环与正多边形贴片21还为共中心设置，正多边形环的任意环边内侧均设置有相同的网纹结构22，任意网纹结构22包括多个“V”字图案，多个“V”字图案间隔设置在环边内侧并与环边呈夹角设置，且“V”字图案的开口方向还不朝向环边设置，以及，对于同一环边内侧的任意“V”字图案，“V”字图案与其相邻的“V”字图案的臂均本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种频率选择表面，所述频率选择表面由周期排列的缝隙型单元组成，其特征在于：任意所述缝隙型单元由正多边形环与位于所述正多边形环内部的正多边形贴片复合而成，其中，所述正多边形环与所述正多边形贴片共中心且两者具有相同的边数，所述正多边形环的任意环边内侧均设置有相同的网纹结构，任意所述网纹结构包括多个“V”字图案，所述多个“V”字图案间隔设置在所述环边内侧并与所述环边呈夹角设置，且“V”字图案的开口方向不朝向所述环边设置，以及，对于同一环边内侧的任意“V”字图案，所述“V”字图案与其相邻的“V”字图案的臂均不相交；对于任意相邻的两条环边，靠近所述两条环边的交点设置的两条环边内侧的“V”字图案的其中一条臂相交于一点，且所述两条环边内侧的“V”字图案的相交的臂与所述两条环边围成的结构为实心金属结构。

【技术特征摘要】
1.一种频率选择表面，所述频率选择表面由周期排列的缝隙型单元组成，其特征在于：任意所述缝隙型单元由正多边形环与位于所述正多边形环内部的正多边形贴片复合而成，其中，所述正多边形环与所述正多边形贴片共中心且两者具有相同的边数，所述正多边形环的任意环边内侧均设置有相同的网纹结构，任意所述网纹结构包括多个“V”字图案，所述多个“V”字图案间隔设置在所述环边内侧并与所述环边呈夹角设置，且“V”字图案的开口方向不朝向所述环边设置，以及，对于同一环边内侧的任意“V”字图案，所述“V”字图案与其相邻的“V”字图案的臂均不相交；对于任意相邻的两条环边，靠近所述两条环边的交点设置的两条环边内侧的“V”字图案的其中一条臂相交于一点，且所述两条环边内侧的“V”字图案的相交的臂与所述两条环边围成的结构为实心金属结构。2.根据权利要求1所述的一种频率选择表面，其特征在于：所述环边内侧“V”字图案与所述环边垂直设置。3.根据权利要求1或2所述的一种频率选择表面，其特征在于：所述的正多边形环为正六边形环并且所述的正多边形贴片为正六边形贴片。4.根据权利要求3所述的一种频率选择表面，其特征在于：所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：丛琳，张春波，杨帆，樊君，阳开华，张明秀，
申请(专利权)人：航天特种材料及工艺技术研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11