一种变周期可重构有源频率选择表面单元制造技术

本发明专利技术是一种变周期可重构有源频率选择表面单元，包括M×N个周期排列二维谐振单元，每个谐振单元包括第一PIN二极管、第二PIN二极管、第三PIN二极管、第四PIN二极管、第五PIN二极管和第六PIN二极管以及由下而上依次层叠设置的第一介质层、第一金属层、第二介质层；第二介质层的上表面分别设置有十字型的第三金属片、矩形的第四金属片、矩形的第五金属片、矩形的第六金属片、矩形的第七金属片、矩形的第八金属片、矩形的第九金属片、T型的第十金属片、T型的第十一金属片和L型的第十二金属片，该种变周期可重构有源频率选择表面单元通过控制六组PIN二极管的通断组实现一个频到另一个频点的吸波切换，制造工艺简单，具有重要的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种变周期可重构有源频率选择表面单元
本专利技术涉及无线通信
，具体的说是一种变周期可重构有源频率选择表面单元。
技术介绍
选择频率表面FSS是由周期性排布的金属贴片或缝隙组成，具有良好的空间滤波特性，能够在传输带内电磁波的同时反射带外电磁波。因其独特的滤波作用，近年来被广泛用于卫星通信、电磁兼容等多个领域。传统的无源FSS由于结构固定，功能和应用场合受到限制，无法实现多功能用途。有源频率选择表面AFSS能够通过改变外加激励，比如电场强度以及电压大小等来改变FSS的电磁特性，从而实现多种功能。在AFSS的基础上加载PIN二极管等有源器件可实现具有可重构特性的频率选择表面，通过改变PIN二极管的通断来实现不同的电磁特性。PIN二极管作为一种微波视频开关，具有体积小、响应速度快、价格便宜等优点。虽然AFSS在一定应用领域具有较好的适用性，但由于其功能单一，在某些电磁环境复杂、功能需求多样化场合无法满足需求。因此，可重构多功能AFSS的研究具有重要的研究价值和意义。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种变周期可重构有源频率选择表面单元，采用拓扑结构设计，通过控制PIN二极管的通断来改变有源频率选择表面结构，实现两种吸波频率的切换。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种变周期可重构有源频率选择表面单元，包括M×N个周期排列二维谐振单元，其特征在于：每个谐振单元包括由下而上依次层叠设置第一介质层、第一金属层和第二介质层；所述的第二介质层上表面中部设置有十字形第三金属片，所述的第二介质层上表面左侧边缘设置有矩形的第四金属片，所述的第二介质层上表面后侧边缘设置有矩形的第五金属片，所述的第二介质层上表面右侧边缘设置有矩形的第九金属片，所述的第二介质层上表面前侧边缘设置有矩形的第八金属片，所述的第二介质层上表面左前角设置有矩形的第六金属片，所述的第二介质层上表面右前角设置有L形的第十二金属片，所述的第二介质层上表面右后角设置有矩形的第七金属片；第三金属片的左臂与第四金属片相对设置，第一PIN二极管D1一端与第三金属片的左臂连接，第一PIN二极管D1另一端与第四金属片连接；第三金属片的后臂与第五金属片相对设置，第三PIN二极管D3一端与第三金属片的后臂连接，第三PIN二极管D3另一端与第五金属片连接；第三金属片的右臂与T形的第十金属片的竖臂相对设置，第十金属片的横臂与第九金属片相对设置，第二PIN二极管D2一端与第三金属片的右臂连接，第二PIN二极管D2另一端与第十金属片的竖臂连接，第六PIN二极管D6一端与第十金属片横臂连接，第六PIN二极管D6另一端与第九金属片连接，第三金属片的前臂与T形的第十一金属片的竖臂相对设置，第十一金属片的横臂与第八金属片相对设置，第四PIN二极管D4一端与第三金属片的前臂连接，第四PIN二极管D4另一端与第十一金属片的竖臂连接，第五PIN二极管D5一端与第十一金属片横臂连接，第五PIN二极管D5另一端与第八金属片连接；第一PIN二极管D1与第三金属片左臂的连接端、第三PIN二极管D3与第三金属片后臂的连接端、第二PIN二极管D2与第三金属片右臂的连接端、第四PIN二极管D4与第三金属片前臂的连接端、第五PIN二极管D5与第八金属片的连接端、第六PIN二极管D6与第十金属片的连接端的极性均相同；第一金属片分别与第十金属片和第五金属片导电连接，第二金属片分别与第四金属片和第十一金属片导电连接，所述的第三金属片与第一金属层导电连接，通过控制施加在第一金属片、第二金属片和第一金属层的电压控制第一PIN二极管D1、第二PIN二极管D2、第三PIN二极管D3、第四PIN二极管D4、第五PIN二极管D5、第六PIN二极管D6的通断状态。任意一谐振单元的第十二金属片能够与前侧相邻谐振单元的第七金属片、右侧相邻谐振单元的第六金属片相互连接形成十字结构；任意一谐振单元的第十一金属片能够与前侧相邻谐振单元的第五金属片相互连接形成T形结构；任意一谐振单元的第九金属片能够与右侧相邻谐振单元的第四金属片相互连接形成T形结构。所述的第一介质层开设有第十五通孔、第十六通孔、第十七通孔和第十八通孔，所述的第一金属层开设有第六通孔、第七通孔、第八通孔、第九通孔和第五通孔，所述的第三金属片开设有第十通孔，所述的第四金属片开设有第十三通孔，所述的第五金属片开设有第十二通孔，所述的第十金属片开设有第十一通孔，所述的第十一金属片开设有第十四通孔；所述的第一金属片开设有第一通孔和第二通孔，所述的第二金属片开设有第三通孔和第四通孔；所述的第十一通孔穿过第二介质层与第六通孔、第十五通孔和第一通孔同轴设置，所述的第十二通孔穿过第二介质层与第七通孔、第十六通孔和第二通孔同轴设置，所述的第十三通孔穿过第二介质层与第八通孔、第十七通孔和第三通孔同轴设置，所述的第十四通孔穿过第二介质层与第九通孔、第十八通孔和第四通孔同轴设置，所述的第十四通孔穿过第二介质层与第五通孔同轴设置。所述的第一PIN二极管D1、第二PIN二极管D2、第六PIN二极管D6和第三金属片左臂的中心轴、第三金属片右臂的中心轴、第十金属片的中心轴同轴设置；所述的第三PIN极管D3、第四PIN二极管D4、第五PIN二极管D5和第三金属片前臂的中心轴、第三金属片后臂的中心轴、第十一金属片的中心轴同轴设置。所述的第三金属片的左臂与第四金属片相对设置，第一PIN二极管D1负极与第三金属片的左臂连接，第一PIN二极管D1正极与第四金属片连接；第三金属片的后臂与第五金属片相对设置，第三PIN极管D3负极与第三金属片的后臂连接，第三PIN二极管D3正极与第五金属片连接；第三金属片的右臂与T形的第十金属片的竖臂相对设置，第十金属片的横臂与第九金属片相对设置，第二PIN二极管D2负极与第三金属片的右臂连接，第二PIN二极管D2正极与第十金属片的竖臂连接，第六PIN二极管D6负极与第十金属片横臂连接，第六PIN二极管D6正极与第九金属片连接，第三金属片的前臂与T形的第十一金属片的竖臂相对设置，第十一金属片的横臂与第八金属片相对设置，第四PIN二极管D4负极与第三金属片的前臂连接，第四PIN二极管D4正极与第十一金属片的竖臂连接，第五PIN二极管D5负极与第十一金属片横臂连接，第五PIN二极管D5正极与第八金属片连接，所述的第一PIN二极管D1、第二PIN二极管D2、第三PIN极管D3、第四PIN二极管D4、第五PIN二极管D5、第六PIN二极管D6采用SMP1302型号二极管，所述的第一介质层和第二介质层均采用F4BM2.2材料制成。该种变周期可重构有源频率选择表面单元能够产生的有益效果为：采用一种特殊的拓扑结构设计，通过控制PIN二极管的通断来改变所述有源频率选择表面结构，得到不同的阵列结构，达到两种吸波频率的切换。附图说明图1为本专利技术一种变周期可重构有源频率选择表面单元的阵列示意图。图2为本专利技术一种变周期可重构有源频率选择表面单元的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种变周期可重构有源频率选择表面单元，包括M×N个周期排列二维谐振单元，其特征在于：每个谐振单元包括由下而上依次层叠设置第一介质层、第一金属层和第二介质层；所述的第二介质层上表面中部设置有十字形第三金属片，所述的第二介质层上表面左侧边缘设置有矩形的第四金属片，所述的第二介质层上表面后侧边缘设置有矩形的第五金属片，所述的第二介质层上表面右侧边缘设置有矩形的第九金属片，所述的第二介质层上表面前侧边缘设置有矩形的第八金属片，所述的第二介质层上表面左前角设置有矩形的第六金属片，所述的第二介质层上表面右前角设置有L形的第十二金属片，所述的第二介质层上表面右后角设置有矩形的第七金属片；/n第三金属片的左臂与第四金属片相对设置，第一PIN二极管D1一端与第三金属片的左臂连接，第一PIN二极管D1另一端与第四金属片连接；第三金属片的后臂与第五金属片相对设置，第三PIN二极管D3一端与第三金属片的后臂连接，第三PIN二极管D3另一端与第五金属片连接；第三金属片的右臂与T形的第十金属片的竖臂相对设置，第十金属片的横臂与第九金属片相对设置，第二PIN二极管D2一端与第三金属片的右臂连接，第二PIN二极管D2另一端与第十金属片的竖臂连接，第六PIN二极管D6一端与第十金属片横臂连接，第六PIN二极管D6另一端与第九金属片连接，第三金属片的前臂与T形的第十一金属片的竖臂相对设置，第十一金属片的横臂与第八金属片相对设置，第四PIN二极管D4一端与第三金属片的前臂连接，第四PIN二极管D4另一端与第十一金属片的竖臂连接，第五PIN二极管D5一端与第十一金属片横臂连接，第五PIN二极管D5另一端与第八金属片连接；/n第一PIN二极管D1与第三金属片左臂的连接端、第三PIN二极管D3与第三金属片后臂的连接端、第二PIN二极管D2与第三金属片右臂的连接端、第四PIN二极管D4与第三金属片前臂的连接端、第五PIN二极管D5与第八金属片的连接端、第六PIN二极管D6与第十金属片的连接端的极性均相同；/n第一金属片分别与第十金属片和第五金属片导电连接，第二金属片分别与第四金属片和第十一金属片导电连接，所述的第三金属片与第一金属层导电连接，通过控制施加在第一金属片、第二金属片和第一金属层的电压控制第一PIN二极管D1、第二PIN二极管D2、第三PIN二极管D3、第四PIN二极管D4、第五PIN二极管D5、第六PIN二极管D6的通断状态。/n...

【技术特征摘要】
1.一种变周期可重构有源频率选择表面单元，包括M×N个周期排列二维谐振单元，其特征在于：每个谐振单元包括由下而上依次层叠设置第一介质层、第一金属层和第二介质层；所述的第二介质层上表面中部设置有十字形第三金属片，所述的第二介质层上表面左侧边缘设置有矩形的第四金属片，所述的第二介质层上表面后侧边缘设置有矩形的第五金属片，所述的第二介质层上表面右侧边缘设置有矩形的第九金属片，所述的第二介质层上表面前侧边缘设置有矩形的第八金属片，所述的第二介质层上表面左前角设置有矩形的第六金属片，所述的第二介质层上表面右前角设置有L形的第十二金属片，所述的第二介质层上表面右后角设置有矩形的第七金属片；
第三金属片的左臂与第四金属片相对设置，第一PIN二极管D1一端与第三金属片的左臂连接，第一PIN二极管D1另一端与第四金属片连接；第三金属片的后臂与第五金属片相对设置，第三PIN二极管D3一端与第三金属片的后臂连接，第三PIN二极管D3另一端与第五金属片连接；第三金属片的右臂与T形的第十金属片的竖臂相对设置，第十金属片的横臂与第九金属片相对设置，第二PIN二极管D2一端与第三金属片的右臂连接，第二PIN二极管D2另一端与第十金属片的竖臂连接，第六PIN二极管D6一端与第十金属片横臂连接，第六PIN二极管D6另一端与第九金属片连接，第三金属片的前臂与T形的第十一金属片的竖臂相对设置，第十一金属片的横臂与第八金属片相对设置，第四PIN二极管D4一端与第三金属片的前臂连接，第四PIN二极管D4另一端与第十一金属片的竖臂连接，第五PIN二极管D5一端与第十一金属片横臂连接，第五PIN二极管D5另一端与第八金属片连接；
第一PIN二极管D1与第三金属片左臂的连接端、第三PIN二极管D3与第三金属片后臂的连接端、第二PIN二极管D2与第三金属片右臂的连接端、第四PIN二极管D4与第三金属片前臂的连接端、第五PIN二极管D5与第八金属片的连接端、第六PIN二极管D6与第十金属片的连接端的极性均相同；
第一金属片分别与第十金属片和第五金属片导电连接，第二金属片分别与第四金属片和第十一金属片导电连接，所述的第三金属片与第一金属层导电连接，通过控制施加在第一金属片、第二金属片和第一金属层的电压控制第一PIN二极管D1、第二PIN二极管D2、第三PIN二极管D3、第四PIN二极管D4、第五PIN二极管D5、第六PIN二极管D6的通断状态。


2.如权利要求1所述的一种变周期可重构有源频率选择表面单元，其特征在于：任意一谐振单元的第十二金属片能够与前侧相邻谐振单元的第七金属片、右侧相邻谐振单元的第六金属片相互连接形成十字结构；任意一谐振单元的第十一金属片能够与前侧相邻谐振单元的第五金属片相互连接形成T形结构；任意一谐振单元的第九金属片能够与右侧相邻谐振单元的第四金属片相互连接形成T形结构。


3.如权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱敏，陈正宇，霍飞飞，曹珂，
申请(专利权)人：金陵科技学院，
类型：发明
国别省市：江苏;32