一种通带可切换的透波结构及其使用方法技术

本发明专利技术涉及频率选择透波结构技术领域，特别涉及一种通带可切换的透波结构及其使用方法。在该透波结构中，包括电源、透波层和导体；透波层包括沿厚度方向依次设置的第一FSS层、介质层和第二FSS层；第一FSS层包括多个按照第一预设排列规则排列的第一基本单元，每个第一基本单元均包括第一金属片和第二金属片，第一金属片和第二金属片之间具有缝隙，缝隙设置有用于连接第一金属片和第二金属片的开关二极管；第二FSS层包括多个按照第二预设排列规则排列的第二基本单元，第一金属片和第二金属片中的一者通过导体与第二基本单元连接，另一者通过电源与第二基本单元连接。本发明专利技术提供的透波结构可切换通带。波结构可切换通带。波结构可切换通带。

【技术实现步骤摘要】
一种通带可切换的透波结构及其使用方法


[0001]本专利技术涉及频率选择透波结构
，特别涉及一种通带可切换的透波结构及其使用方法。

技术介绍

[0002]频率选择透波结构对雷达天线发射波段具有空间滤波效果。具有频率选择透波结构的雷达罩可以在雷达工作时，使所需频带正常透过该雷达罩。
[0003]传统的频率选择透波结构可以实现选频透波性能，使所选波段可通过频率选择透波结构，但一种频率选择透波结构仅能选择固定的通带通过该结构，无法实现一种频率选择透波结构通过调控切换不同通带的功能，这无疑落后于未来天线罩多功能、可调控、智能化的发展趋势。
[0004]因此，针对以上不足，急需一种通带可切换的透波结构。

技术实现思路

[0005]本专利技术实施例提供了一种通带可切换的透波结构及其使用方法，能够提供一种通带可切换的透波结构。
[0006]第一方面，本专利技术提供了一种通带可切换的透波结构，包括电源、透波层和导体；
[0007]所述透波层包括沿厚度方向依次设置的第一FSS层、介质层和第二FSS层；
[0008]所述第一FSS层包括多个按照第一预设排列规则排列的第一基本单元，每个所述第一基本单元均包括第一金属片和第二金属片，所述第一金属片和所述第二金属片之间具有缝隙，所述缝隙设置有用于连接所述第一金属片和所述第二金属片的开关二极管；
[0009]所述第二FSS层包括多个按照第二预设排列规则排列的第二基本单元，所述第一金属片和所述第二金属片中的一者通过所述导体与所述第二基本单元连接，另一者通过所述电源与所述第二基本单元连接；
[0010]通过控制所述电源的开启和关闭，来控制所述第一基本单元的构型，以切换所述透波结构的通带。
[0011]优选地，所述第一基本单元为边长是8
‑
12mm的正方形，所述第一金属片为中间存在正方形镂空的正方形金属片，所述第二金属片位于所述第一金属片内部，所述缝隙为正方形；
[0012]所述第二基本单元为边长是8
‑
12mm的正方形，每个所述第二基本单元包括一个X形金属片，所述X形金属片的四个端点与所述第二基本单元的四个顶点连接；
[0013]所述第一预设排列规则为所述第一基本单元沿其两个临边方向以其边长为最小周期进行排列，所述第二预设排列规则为所述第二基本单元沿其两个临边方向以其边长为最小周期进行排列；
[0014]通过设计所述第一基本单元和所述第二基本单元的尺寸、排列规则以及内部金属片的形状，使所述电源在开启时所述透波结构的通带为X波段，关闭时所述透波结构的通带
为Ku波段。
[0015]优选地，所述第一金属片的外边长为8
‑
12mm，内边长为5
‑
6mm，宽度为3
‑
6mm，所述缝隙的宽度为1
‑
2mm，所述第二金属片的边长为4
‑
5mm，所述X形金属片的宽度为1
‑
2mm；
[0016]通过设计金属片的尺寸，使所述透波结构的透波效果提升。
[0017]优选地，所述介质层采用聚酰亚胺制得。
[0018]优选地，所述聚酰亚胺的厚度为0.5
‑
1mm，使所述透波层阻抗匹配。
[0019]优选地，每个所述第一基本单元包括四个所述开关二极管，四个所述开关二极管组成一个旋转角为90
°
的旋转对称图形，使所述透波结构极化稳定。
[0020]优选地，所述介质层沿其厚度方向设置有通孔，用于使所述导体穿过所述通孔连接金属片和所述第二基本单元。
[0021]优选地，所述导体为在所述通孔的内壁上镀上一层导电金属形成的金属化孔。
[0022]优选地，所述第二金属片的几何中心设置有第一镂空部位，所述第二基本单元的几何中心设置有第二镂空部位，所述第一镂空部位和所述第二镂空部位用于固定所述导体。
[0023]第二方面，本专利技术提供了一种基于上述第一方面中任一所述的通带可切换的透波结构的使用方法，通过控制所述电源的开启和关闭，来切换所述透波结构输出的电磁波的频段。
[0024]本专利技术与现有技术相比至少具有如下有益效果：
[0025]在本专利技术中，第一FSS层中的第一基本单元包括第一金属片和第二金属片，第一金属片和第二金属片之间通过开关二极管连接，第一金属片和第二金属片分别与电源和第二基本单元连接，再将电源与第二基本单元连接形成可通过电源开闭控制通路与断路的电路。如此设置，在电源关闭时，第一金属片和第二金属片之间存在的缝隙使二者为独立的两个部分，此时，电磁波入射到第一基本单元时，第一金属片和第二金属片各自产生独立的电响应和磁响应，从而使透波层在宏观上表现出一种频段通带特性；在电源开启时，第一金属片和第二金属片通过开关二极管形成一个整体，此时，电磁波入射到第一基本单元时，第一金属片和第二金属片共同形成一种电响应和磁响应，从而使透波层在宏观上表现出另一种频段通带特性。因此，本专利技术提供的透波结构具有通过开关的开启和关闭切换通带的效果。
附图说明
[0026]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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。
[0027]图1是本专利技术实施例提供的一种通带可切换的透波结构的示意图；
[0028]图2是本专利技术实施例提供的一种介质层的纵剖面示意图；
[0029]图3是本专利技术实施例提供的一种第一FSS层的结构示意图；
[0030]图4是本专利技术实施例提供的一种第二FSS层的结构示意图；
[0031]图5是本专利技术实施例提供的一种第一基本单元的结构示意图；
[0032]图6是本专利技术实施例提供的一种第二基本单元的结构示意图；
[0033]图7时本专利技术实施例提供的一种X、Ku波段通带可切换的透波结构的透波率示意图。
[0034]图中：
[0035]1、电源；
[0036]2、透波层；
[0037]21、第一FSS层；
[0038]211、第一基本单元；
[0039]211a、第一金属片；
[0040]211b、第二金属片；
[0041]211c、第一镂空部位；
[0042]211d、开关二极管；
[0043]22、介质层；
[0044]221、通孔；
[0045]23、第二FSS层；
[0046]231、第二基本单元；
[0047]231a、X形金属片；
[0048]231b、第二镂空部位；
[0049]3、导体。
具体实施方式
[0050]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种通带可切换的透波结构，其特征在于，包括电源(1)、透波层(2)和导体(3)；所述透波层(2)包括沿厚度方向依次设置的第一FSS层(21)、介质层(22)和第二FSS层(23)；所述第一FSS层(21)包括多个按照第一预设排列规则排列的第一基本单元(211)，每个所述第一基本单元(211)均包括第一金属片(211a)和第二金属片(211b)，所述第一金属片(211a)和所述第二金属片(211b)之间具有缝隙，所述缝隙设置有用于连接所述第一金属片(211a)和所述第二金属片(211b)的开关二极管(211d)；所述第二FSS层(23)包括多个按照第二预设排列规则排列的第二基本单元(231)，所述第一金属片(211a)和所述第二金属片(211b)中的一者通过所述导体(3)与所述第二基本单元(231)连接，另一者通过所述电源(1)与所述第二基本单元(231)连接；通过控制所述电源(1)的开启和关闭，来控制所述第一基本单元(211)的构型，以切换所述透波结构的通带。2.根据权利要求1所述的通带可切换的透波结构，其特征在于，所述第一基本单元(211)为边长是8
‑
12mm的正方形，所述第一金属片(211a)为中间存在正方形镂空的正方形金属片，所述第二金属片(211b)位于所述第一金属片(211a)内部，所述缝隙为正方形；所述第二基本单元(231)为边长是8
‑
12mm的正方形，每个所述第二基本单元(231)包括一个X形金属片(211a)，所述X形金属片(211a)的四个端点与所述第二基本单元(231)的四个顶点连接；所述第一预设排列规则为所述第一基本单元(211)沿其两个临边方向以其边长为最小周期进行排列，所述第二预设排列规则为所述第二基本单元(231)沿其两个临边方向以其边长为最小周期进行排列；通过设计所述第一基本单元(211)和所述第二基本单元(231)的尺寸、排列规则以及内部金属片的形状，使所述电源(1)在开启时所述透波结构的通带为X波段，关闭时所述透波结构的通带为Ku波段。3.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢澜，车永星，周昊天，张福祥，刘永强，王登琦，
申请(专利权)人：北京环境特性研究所，
类型：发明
国别省市：