一种透射型超表面结构制造技术

本实用新型专利技术涉及微波通信技术领域，尤其是涉及一种透射型超表面结构，包括基板层、呈椭圆环形的第一金属环、以及呈椭圆环形的第二金属环；所述第一金属环上开设有第一缺口；所述第二金属环上开设有第二缺口；所述第一金属环和第二金属环的形状、大小、以及厚度均相同；所述第一金属环和第二金属环的长轴长度值a的取值区间为[4mm,10mm],所述第一金属环和第二金属环的短轴长度值b的取值区间为[2mm,8mm]，且所述a＞b；所述第一金属环设置在基板层的上表面；所述第二金属环设置在基板层的下表面。本透射型超表面结构的电磁波透射效果好，并且结构简单、体积小、易加工。易加工。易加工。

【技术实现步骤摘要】
一种透射型超表面结构


[0001]本技术涉及微波通信设备
，尤其是涉及一种透射型超表面结构。

技术介绍

[0002]超表面结构是一种具体电磁属性的二维平面结构。专利技术人研发了一种带宽反射型电磁波极化旋转超表面，并于2019年06月04日作为第一专利技术人申请了专利：一种宽带反射型电磁波极化旋转超表面，中国专利授权公告号CN209730181U，该带宽反射型电磁波极化旋转超表面由表层金属谐振结构、中间层介质基板和底层金属背板组成，具有超宽的工作频带、小尺寸和较高的极化转换率等优势。
[0003]在上述带宽反射型电磁波极化旋转超表面的基础上，专利技术人经过结构调整，发现了一种电磁波透射效果好，并且结构简单、体积小、易加工的透射型超表面结构。

技术实现思路

[0004]因此，针对上述的问题，本技术提出一种透射型超表面结构，具有电磁波透射效果好的优点，并且结构简单、体积小、易加工。
[0005]为实现上述目的，本技术采用了以下技术方案：
[0006]一种透射型超表面结构，包括基板层、呈椭圆环形的第一金属环、以及呈椭圆环形的第二金属环；
[0007]所述第一金属环上开设有第一缺口；
[0008]所述第二金属环上开设有第二缺口；
[0009]所述第一金属环和第二金属环的形状、大小、以及厚度均相同；
[0010]所述第一金属环和第二金属环的长轴长度值a的取值区间为[4mm,10mm],所述第一金属环和第二金属环的短轴长度值b的取值区间为[2mm,8mm]，且所述a＞b；
[0011]所述第一金属环设置在基板层的上表面；
[0012]所述第二金属环设置在基板层的下表面。
[0013]进一步的，所述第一缺口的宽度w的取值区间为[0.2mm,3mm]；所述第二缺口的宽度与第一缺口的宽度相同。
[0014]进一步的，所述第一金属环和第二金属环的厚度t的取值区间为[0.03mm,0.04mm]。
[0015]进一步的，所述基板层的厚度h的取值区间为[2mm,3mm]。
[0016]通过采用前述技术方案，本技术的有益效果是：
[0017]当电磁波入射到本透射型超表面结构表面上时，入射的电磁波几乎都透过本透射型超表面结构，只有很少一部分会反射，与反射型超表面结构不同。在工作频带(7.86
‑
21.98GHz)内实现对垂直入射线极化波到交叉极化反射波的极化旋转，仿真结果表明，在工作带宽7.86
‑
21.98GHz的频率范围内，该超表面的交叉极化反射系数的最小值在0.9左右。
[0018]并且，随着所述第一缺口和第二缺口的增大，同极化透射的带宽更宽。
‑
3dB的工作
频带分别可以达到10.09
‑
17.88GHz、11.15
‑
21.116GHz以及12.08
‑
26.11GHz。
[0019]并且本透射型超表面结构结构简单紧凑，厚度薄，易于加工和实现，便于集成。在遥感及雷达技术等方面有重要的应用价值。
附图说明
[0020]图1是本技术实施例的整体结构示意图。
[0021]图2是本技术实施例的第一金属环结构示意图。
[0022]图3是本技术实施例的第二金属环结构示意图。
[0023]图4是本技术实施例的第一缺口和第二缺口为w＝0.4时的同、交叉极化透射系数图。
[0024]图5是本技术实施例的第一缺口和第二缺口为w＝0.5、w＝0.7、w＝0.9时的同、交叉极化透射系数图。
[0025]图6是本技术实施例的第一缺口和第二缺口为w＝1.1、w＝2、w＝3时的同、交叉极化透射系数图。
具体实施方式
[0026]现结合附图和具体实施方式对本技术进一步说明。
[0027]参考图1、图2、图3、图4、图5和图6，本实施例提供一种透射型超表面结构，包括基板层1、呈椭圆环形的第一金属环2、以及呈椭圆环形的第二金属环3。
[0028]所述基板层1采用绝缘材料，在本具体实施例中，所述基板层1采用Taconic系列高频板，更优选的，采用Taconic TLY
‑
5高频板，其介电常数为2.2，磁导率为1，损耗角正切为0.0009。
[0029]所述基板层1表面呈正方形，定义所述基板层1的边长p为超表面结构的周期，p的取值范围为[4mm,10mm]。
[0030]所述基板层1的厚度h的取值区间为[2mm,3mm]。
[0031]在实际实施时，所述基板层1还可以采用FR
‑
4玻璃布基板、或者聚四氟乙烯高频板。
[0032]在本具体实施例中，所述第一金属环2和第二金属环3采用铜质材料。在实施实施时，所述第一金属环2和第二金属环3还可以采用金、银、或者铝质材料。
[0033]所述第一金属环2和第二金属环3的形状、大小、以及厚度均相同。
[0034]优选的，所述第一金属环2和第二金属环3的长轴长度值a的取值区间为[4mm,10mm],所述第一金属环2和第二金属环3的短轴长度值b的取值区间为[2mm,8mm]，且a＞b，a＝p。
[0035]所述第一金属环2以及第二金属环3的厚度t的取值区间范围为[0.03mm,0.04mm]。
[0036]所述第一金属环2上开设有第一缺口21，所述第二金属环3上开设有第二缺口31。
[0037]所述第一缺口21和第二缺口31的宽度w的取值区间为[0.2mm,3mm]。在具体设置时，使所述第一缺口21和第二缺口31的宽度大小相同。
[0038]如图1，定义基板层1的前面为上表面，后面为下表面。
[0039]所述第一金属环2设置在基板层1的上表面；所述第二金属环3设置在基板层1的下
表面。
[0040]并且，如图1、图2和图3所示，所述基板层1、第一金属环2和第二金属环3的中心位于同一条垂直线上。所述第一缺口21位于第一金属环2短轴的顶点位置，所述第二缺口31位于第二金属环3短轴的顶点位置，所述第一金属环2沿中心原点顺时针旋转180
°
后在基板层1上的正投影与第二金属环2在基板层1上的正投影重合。
[0041]图4为第一缺口21和第二缺口31的宽度w＝0.4时的同、交叉极化透射系数图。
[0042]其中，横坐标为频率，单位为GHz；纵坐标为同、交叉极化透射系数。其中，t
yx
表示x极化方向的入射波与y方向的透射波之间的透射系数，t
xx
表示电磁波入射到超表面后在同一个极化方向上的透射能力，t
yx
表示电磁波入射到超表面后在交叉极化方向上的透射能力。假设电磁波的极化方向为x方向，若同极化透射性能较好，则本投射型超表面允许x方向上的电磁波透过，而很大程度上滤除掉y方向上的电磁本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种透射型超表面结构，其特征在于：包括基板层、呈椭圆环形的第一金属环、以及呈椭圆环形的第二金属环；所述第一金属环上开设有第一缺口；所述第二金属环上开设有第二缺口；所述第一金属环和第二金属环的形状、大小、以及厚度均相同；所述第一金属环和第二金属环的长轴长度值a的取值区间为[4mm,10mm],所述第一金属环和第二金属环的短轴长度值b的取值区间为[2mm,8mm]，且所述a＞b；所述第一金属环设置在基板层的上表面；所述第二金属环设...

【专利技术属性】
技术研发人员：林小芳，常明，张旭，蒋伟宏，王宏，杨勇军，郭勇，祁树锋，
申请(专利权)人：中国人民解放军空军通信士官学校，
类型：新型
国别省市：