具有宽角稳定性的双频带频率选择表面结构制造技术

本发明专利技术涉及新型材料与结构领域，提供了一种具有宽角稳定性的双频带频率选择表面结构，包括：自上而下依次层叠的第一介质板、第一泡沫夹层、第二介质板、第二泡沫夹层，所述的第一介质板上印有五个呈三角形分布的圆形金属贴片，所述第二介质板上印有交错阵列单元及五个圆形金属贴片，所述第一泡沫夹层内有五个金属过孔，分别一一对应地连接所述第一介质板与所述第二介质板上的五个金属贴片。本发明专利技术中采用偶极子与加载偶极子交错阵列单元，实现双频带频率选择功能，同时具有更宽的带宽，也具有更好的角度稳定性。

Dual band frequency selective surface structure with wide angle stability

【技术实现步骤摘要】
具有宽角稳定性的双频带频率选择表面结构
本专利技术属于新型材料与结构领域，特别涉及一种具有宽角稳定性的双频带频率选择表面结构。
技术介绍
频率选择表面(frequencyselectivesurfaces,简称FSSs)是由特定几何形状的单元(导电贴片或缝隙)通过周期性排列所构成的一种可以对不同频率、极化、角度的电磁波具有选择性传输与反射特性的周期阵列，最早曾被称为周期表面，是一种可以对电磁波表现出带阻或带通特性的空间滤波器。在过去的几十年中，FSS在商业和军事领域的应用已很广泛，例如战斗机隐身，雷达天线辐射的抑制，低剖面和低RCS天线，雷达吸收材料，天线罩，电磁屏蔽和电磁兼容性等。随着无线通信技术的发展，为避免相邻通讯设备的干扰等问题，对通讯频率的需求也逐渐提高，单一频段通讯已经不能满足现代通信的要求，因此FSS也要向双频及多频方向发展。在多频带FSS的设计中，多采用分形结构、复合单元、多层级联结构等方法，但这些结构的FSS存在加工困难，工作带宽窄，极化稳定性和入射角稳定性差等问题，限制了FSS在雷达罩等设备上的应用。
技术实现思路
为了解决上述问题或至少部分地解决上述技术问题，本申请提出了一种具有宽角稳定性的双频带频率选择表面结构。其中，一种具有宽角稳定性的双频带频率选择表面结构，包括：自上而下依次层叠的第一介质板、第一泡沫夹层、第二介质板、第二泡沫夹层，的第一介质板上印有五个圆形金属贴片，第二介质板上印有交错阵列单元及五个圆形金属贴片，第一泡沫夹层内有五个金属过孔，分别一一对应地连接第一介质板与第二介质板上的五个金属贴片。可选地，第二介质板上的交错阵列包括偶极子阵列。可选地，偶极子阵列的长度l为10mm,宽度w为0.4～0.5mm。可选地，第二介质板上的交错阵列还包括加载偶极子阵列，其中加载偶极子阵列是与偶极子阵列相对长度相同的变换阵列，并在偶极子阵列的基础上加载了3个U型结构。可选地，U型结构的长t为3mm,U型开口的宽度g为2mm。可选地，3个U型结构大小相等。可选地，第一介质板与第二介质板是介电常数为4.3的玻璃纤维。可选地，第一介质板的厚度h1为0.5mm，第二介质板的厚度h2为0.4mm。可选地，金属过孔的半径r为＝0.5mm,第一泡沫夹层与第二泡沫夹层的厚度均为3mm。本专利技术与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点：1.本专利技术采用最简单的偶极子结构与加载偶极子结构交错排列所形成的结构实现双频带功能，结构相对简单。本专利技术所述尺寸的交错阵列单元分别在4.71GHz和10.17GHz得到两个反射频带，采用交错阵列的方法还可以改变两个阵列的大小等因素进行频率的选择，对两个频带分别控制。2.本专利技术采用复合材料层叠技术，增加了两个频带的宽度，并且在其中加入圆形金属贴片与金属过孔，拟合了两个频带加载时产生的谐振影响，并且增加了结构整体的稳定性。3.本专利技术中具有宽角稳定性的双频带频率选择表面结构在实现双频带频率选择功能的同时也具有更好的角度稳定性。附图说明图1是本专利技术的具有宽角稳定性的双频带频率选择表面结构的结构示意图。图2是本专利技术的第二介质板及交错阵列结构的俯视示意图。图3是本专利技术的交错阵列频率选择表面与偶极子阵列和加载偶极子阵列的反射系数曲线图。图4是本专利技术的具有宽角稳定性的双频带频率选择表面结构在0～60°角域内TE极化入射波照射下的反射系数曲线图。具体实施方式下面将结合附图并举实施例，对本专利技术进行清楚、完整的描述。本申请的实施方式提供了一种具有宽角稳定性的双频带频率选择表面结构，参见图1、图2所示，包括：自上而下依次层叠的第一介质板1、第一泡沫夹层2、第二介质板3、第二泡沫夹层4，所述的第一介质板1与第二介质板3可以为介电常数为4.3的玻璃纤维，其厚度分别可以为h1＝0.5mm，h2＝0.4mm。所述的第一泡沫夹层2与第二泡沫夹层4厚度均可以为h3＝3mm，其中所述第一泡沫夹层2内有五个金属过孔6。所述的第一介质板1上印有五个呈三角形分布的圆形金属贴片，所述第二介质板上印有交错阵列单元5及五个圆形金属贴片，所述第一介质板1与所述第二介质板3上的五个金属圆片通过所述第一泡沫夹层2内的五个金属过孔6连接，半径可以为r＝0.5mm。所述的第一介质板1、第一泡沫夹层2、第二介质板3、第二泡沫夹层4的长均可以为m＝10mm，宽均为n＝11mm。如图2所示，所述第二介质板3上的交错阵列为偶极子阵列和加载偶极子阵列，其中偶极子阵列的长度可以为l＝10mm,宽度可以为w＝0.4～0.5mm。加载偶极子阵列可以是偶极子阵列相对长度相同的加载阵列，在偶极子阵列的基础上加载了3个大小相等的U型结构，其中U型结构的长可以为t＝3mm,U型开口的宽度可以为g＝2mm，连接3个U型结构的是4个长度可以为s＝1mm金属条，所述加载偶极子的线宽与偶极子可以相同，为w＝0.4～0.5mm。所述金属圆片可以呈双三角对称排列，距离偶极子阵列分别可以为0.3mm、3.3mm、6.8mm。如图3所示，为图2所述的交错阵列频率选择表面与偶极子阵列和加载偶极子阵列的反射系数曲线图。其中实线表征交错阵列，虚线表征偶极子阵列，点线表征加载偶极子阵列。图中显示偶极子阵列在8.99～11.38GHz处形成一个反射带，加载偶极子阵列在4.64～5.59GHz处形成一个反射带，而交错阵列则在4.59～5.18GHz，8.79～11.71GHz处分别形成一个反射带。两种阵列交错排列后两个频带中心频率分别有0.14和0.01GHz的偏移，低频带宽减小0.36GHz，高频带宽增加0.53GHz。因此可以通过控制两种不同频率阵列进行交错排列得到具有宽角稳定性的双频带频率选择表面结构。如图4所示，本专利技术所述的具有宽角稳定性的双频带频率选择表面结构在0～60°角域内TE极化入射波照射下的反射系数曲线图。可以看出分别在4.97GHz和10.22GHz频率附近产生阻带，并且改变入射角时结果均在附近变化，说明所述频率选择表面具有良好的角度稳定性。以上仅为说明本专利技术的技术思想，不能构成对本专利技术的任何限定，凡是在本专利技术的技术思想和原则之内，所作的任何修改、替换、改进等，均落入本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有宽角稳定性的双频带频率选择表面结构，其特征在于，包括：自上而下依次层叠的第一介质板(1)、第一泡沫夹层(2)、第二介质板(3)、第二泡沫夹层(4)，所述的第一介质板(1)上印有五个圆形金属贴片，所述第二介质板上印有交错阵列单元(5)及五个圆形金属贴片，所述第一泡沫夹层内有五个金属过孔(6)，分别一一对应地连接所述第一介质板与所述第二介质板上的五个金属贴片。/n

【技术特征摘要】
1.一种具有宽角稳定性的双频带频率选择表面结构，其特征在于，包括：自上而下依次层叠的第一介质板(1)、第一泡沫夹层(2)、第二介质板(3)、第二泡沫夹层(4)，所述的第一介质板(1)上印有五个圆形金属贴片，所述第二介质板上印有交错阵列单元(5)及五个圆形金属贴片，所述第一泡沫夹层内有五个金属过孔(6)，分别一一对应地连接所述第一介质板与所述第二介质板上的五个金属贴片。


2.根据权利要求1所述的具有宽角稳定性的双频带频率选择表面结构，其特征在于，所述第二介质板(3)上的交错阵列包括偶极子阵列。


3.根据权利要求2所述的具有宽角稳定性的双频带频率选择表面结构，其特征在于，所述偶极子阵列的长度l为10mm,宽度w为0.4～0.5mm。


4.根据权利要求2所述的具有宽角稳定性的双频带频率选择表面结构，其特征在于，所述第二介质板(3)上的交错阵列还包括加载偶极子阵列，其中所述加载偶极子阵列是与所述偶极子阵列相对长度相同...

【专利技术属性】
技术研发人员：辛美莹，侯新宇，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：上海;31