一种双通带频率选择表面结构及其单元结构制造技术

一种双通带频率选择表面结构及其单元结构，属于电磁波技术领域，其特征在于：包括自上而下依次设置的金属层和介质基板；所述金属层上开设有十字型缝隙和阶梯型缝隙；所述十字型缝隙的中心与所述金属层中心重合；所述阶梯型缝隙共设置有四个，分别位于十字型缝隙分隔开的四个区域内，且围绕结构中心依次旋转90°设置；所述十字型缝隙与所述阶梯型缝隙相连接。本发明专利技术所述双通带频率选择表面结构在6.7GHz和18.1GHz两个频点附近处都具有极强的滤波特性，能够保护工作在此双频点的卫星通信信号不被其他频率信号所干扰，在TE和TM极化入射波垂直照射时谐振频率无偏差，在TE和TM模式下，以不同角度入射波照射时谐振频率和带宽变化较小，对结构性能无影响。

【技术实现步骤摘要】
一种双通带频率选择表面结构及其单元结构
本专利技术属于电磁波
，尤其涉及一种双通带频率选择表面结构及其单元结构。
技术介绍
频率选择表面(FrequencySelectiveSurface，FSS)是一种二维周期阵列结构，可在特定频段使电磁无损耗或低损耗通过，而使该频段外的电磁波被屏蔽反射，可以有效的控制电磁波的传输和反射，类似于空间滤波器。由于其独特的滤波特性，FSS可以广泛应用于电磁防护、电磁兼容、天线、滤波器等方面。卫星通信主要是指各地球站或地球站跟航天器之间通过通信卫星进行信号转发的无线电通信，卫星通信主要包括了卫星中继通信、卫星直接广播、卫星移动通信和卫星固定通信四种方式。用于卫星通信的工作频段主要有：厘米波频段，频率范围为3-30GH。该频段对应于IEEE的S(2-4GHz)、C(4-8GHz)、Ku(12-18GHz)、K(18-27GHz)以及Ka(26.5-40GHz)频段。现有的用于卫星通信频段的频率选择表面的不足之处在于其滤波频段单一、结构稳定性较差，不能满足更多场景和更高性能的要求，并且现有FSS结构单元尺寸较大，已不能满足当下追求小型化结构的需求。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的上述问题，本专利技术提供了一种双通带频率选择表面结构及其单元结构。本专利技术要解决的技术问题通过以下技术方案实现：第一方面，本专利技术提供一种双通带频率选择表面单元结构，包括自上而下依次设置的金属层和介质基板；所述金属层上开设有十字型缝隙和阶梯型缝隙；所述十字型缝隙的中心与所述金属层中心重合；所述阶梯型缝隙共设置有四个，分别位于十字型缝隙分隔开的四个区域内，且围绕结构中心依次旋转90°设置；所述十字型缝隙(11)与所述阶梯型缝隙(21)相连接。进一步，本专利技术所述双通带频率选择表面单元结构，所述十字型缝隙既是轴对称结构也是中心对称结构。进一步，本专利技术所述双通带频率选择表面单元结构，所述阶梯型缝隙为轴对称结构。进一步，本专利技术所述双通带频率选择表面单元结构，所述阶梯型缝隙包括一个第一矩形缝隙、一个第二矩形缝隙、两个第三矩形缝隙、两个第四矩形缝隙和一个第五矩形缝隙；所述第二矩形缝隙、第三矩形缝隙第四矩形缝隙、和第五矩形缝隙等间距平行设置；所述第二矩形缝隙、第三矩形缝隙、第四矩形缝隙、第五矩形缝隙均与第一矩形缝隙垂直设置。进一步，本专利技术所述双通带频率选择表面单元结构，所述十字型缝隙和所述阶梯型缝隙通过第一矩形缝隙相连接。进一步，本专利技术所述双通带频率选择表面单元结构，所述第一矩形缝隙垂直与前述十字型缝隙设置。进一步，本专利技术所述双通带频率选择表面单元结构，所述介质基板由耐燃材料制成；所述金属层由金属制成；所述金属包括铜或铝或金。进一步，本专利技术所述双通带频率选择表面单元结构，所述金属层和所述介质基板均为正方形结构。进一步，本专利技术所述双通带频率选择表面单元结构，所述金属层和所述介质基板的尺寸均为8mm*8mm。该频率选择表面结构尺寸很小，单元结构的表面尺寸仅为8mm*8mm，满足小型化结构的趋势。第二方面，本专利技术提供一种双通带频率选择表面结构，包括M×N个周期性排布的如第一方面任一项所述的频率选择表面单元结构，其中，M和N为大于等于1的整数。与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：1、本专利技术所述双通带频率选择表面结构在6.7GHz和18.1GHz两个频点附近处都具有极强的滤波特性，能够保护工作在此双频点的卫星通信信号不被其他频率信号所干扰。2、本专利技术所述双通带频率选择表面结构具有非常好的极化稳定性，在TE和TM极化入射波垂直照射时谐振频率无偏差，对结构性能无影响。3、本专利技术所述双通带频率选择表面结构具有非常好的角度稳定性，在TE和TM模式下，以不同角度入射波照射时谐振频率和带宽变化较小，对结构性能无影响。附图说明图1为本专利技术实施例所述双通带频率选择表面单元结构的立体图；图2为本专利技术实施例所述双通带频率选择表面单元结构的侧视图；图3为本专利技术实施例所述双通带频率选择表面单元结构金属层的主视图；图4为本专利技术实施例所述双通带频率选择表面多单元结构的立体图；图5为本专利技术实施例所述双通带频率选择表面结构在TE极化模式下的滤波性能仿真图；图6为本专利技术实施例所述双通带频率选择表面结构在TM极化模式下的滤波性能仿真图；图7为本专利技术实施例所述双通带频率选择表面结构在TE极化模式下的角度稳定性能仿真图；图8是本专利技术实施例所述双通带频率选择表面结构在TM极化模式下的角度稳定性能仿真图；其中，1-金属层；11-十字型缝隙；2-介质基板；21-阶梯型缝隙；211-第一矩形缝隙；212-第二矩形缝隙；213-第三矩形缝隙；214-第四矩形缝隙；215-第五矩形缝隙。具体实施方式为了进一步阐述本专利技术为达成预定专利技术目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及具体实施方式，对依据本专利技术提出的双通带频率选择表面结构及其单元结构进行详细说明。在本公开实施例中，所述双通带为C波段和K波段。有关本专利技术的前述及其他
技术实现思路
、特点及功效，在以下配合附图的具体实施方式详细说明中即可清楚地呈现。通过具体实施方式的说明，可对本专利技术为达成预定目的所采取的技术手段及功效进行更加深入且具体地了解，然而所附附图仅是提供参考与说明之用，并非用来对本专利技术的技术方案加以限制。应当说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。如图1、图2、图3所示，本实施例的频率选择表面单元结构自上而下依次包括金属层1和介质基板2。在本公开实施例中，介质基板2由相对介电常数为4.4，电切损耗为0.02的耐燃材料制成。金属层1由铜(Cu)制成。金属层1和介质基板2均为正方形结构，表面尺寸均为8mm*8mm。另外，在本实施例中，介质基板2厚度为0.2mm；金属层1的厚度在0.017mm-0.035mm范围内。本实施例的频率选择表面单元结构尺寸很小，单元结构的表面尺寸仅为8mm*8mm，满足如今器件小型化结构的趋势。在本公开实施例中，所述金属层1上开设有十字型缝隙11和阶梯型缝隙21，所述十字型缝隙的中心与所述金属层的中心重合；所述阶梯型缝隙共四个，分别位于十字型缝隙分隔开的四个区域内，且围绕结构中心依次旋转90°设置。在本公开实施例中，所述十字型缝隙11既是轴对称结构也是中心对称结构。所述阶梯型缝隙21为轴对称结构；所述阶梯型缝隙21由一个第一矩形缝隙211、两个第二矩形本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双通带频率选择表面单元结构，其特征在于：包括自上而下依次设置的金属层(1)和介质基板(2)；所述金属层(1)上开设有十字型缝隙(11)和阶梯型缝隙(21)；所述十字型缝隙(11)的中心与所述金属层(1)中心重合；所述阶梯型缝隙(21)共设置有四个，分别位于十字型缝隙分隔开的四个区域内，且围绕结构中心依次旋转90°设置；所述十字型缝隙(11)与所述阶梯型缝隙(21)相连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种双通带频率选择表面单元结构，其特征在于：包括自上而下依次设置的金属层(1)和介质基板(2)；所述金属层(1)上开设有十字型缝隙(11)和阶梯型缝隙(21)；所述十字型缝隙(11)的中心与所述金属层(1)中心重合；所述阶梯型缝隙(21)共设置有四个，分别位于十字型缝隙分隔开的四个区域内，且围绕结构中心依次旋转90°设置；所述十字型缝隙(11)与所述阶梯型缝隙(21)相连接。


2.根据权利要求1所述双通带频率选择表面单元结构，其特征在于：所述十字型缝隙(11)既是轴对称结构也是中心对称结构。


3.根据权利要求1所述双通带频率选择表面单元结构，其特征在于：所述阶梯型缝隙(21)为轴对称结构。


4.根据权利要求1所述双通带频率选择表面单元结构，其特征在于：所述阶梯型缝隙(21)包括一个第一矩形缝隙(211)、一个第二矩形缝隙(212)、两个第三矩形缝隙(213)、两个第四矩形缝隙(214)和一个第五矩形缝隙(215)；所述第二矩形缝隙(212)、第三矩形缝隙(213)第四矩形缝隙(214)、和第五矩形缝隙(215)等间距平行设置；所述第二矩形缝隙(212)、第三矩形...

【专利技术属性】
技术研发人员：李毅，
申请(专利权)人：西安旭彤电子科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61