一种基于多层环形缝隙贴片的频率选择表面结构的利记博彩app
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于多层环形缝隙贴片的频率选择表面结构，由N×M个谐振单元构成，所述谐振单元包括两层平行放置的介质基板，所述每层介质基板的上、下表面分别设置一层环形缝隙贴片，所述环形缝隙贴片结构具体是在FSS环形贴片的内环四个边的中点分别设置矩形缝隙，所述矩形缝隙关于内环边中点对称。本实用新型采用四层环形缝隙贴片，实现了多级带阻滤波器的级联，使其带阻性能更加地优越，带宽更宽。
【专利说明】一种基于多层环形缝隙贴片的频率选择表面结构
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种空间滤波器，特别涉及一种基于多层环形缝隙贴片的频率选择表面结构。
【背景技术】
[0002]频率选择表面(Frequency selective surface, FSS)是由周期性排列的金属贴片单元，或是由金属屏上周期性的开孔单元构成的一种二维周期阵列结构，可以用作空间滤波器，与电磁波相互作用表现出带通或带阻特性。频率选择表面在电磁领域的多个方面有着广泛的应用，它涵盖了大部分的电磁波谱，包括微波，毫米波，甚至红外波段。在军用方面，FSS主要用在隐身方面，如雷达罩，通过安装频率选择表面减少雷达散射截面积。军用飞行器的隐身性能已成为衡量其作战效能的一个重要指标，通过FSS技术合理设计雷达罩，可以使雷达的工作频率内，雷达罩对它是透明或者接近透明的，但是却能够抑制工作频率之外的电磁波，减少飞行器的电磁散射，还能够降低外在干扰。在民用方面，如吸波材料，就应用在安全防护、抗电磁波干扰、微波暗室、信息保密和电磁兼容等等各个方面；卫星通讯的分频复用系统，频率选择表面经常被用作反射面天线的反射器，选择适当的贴片(或孔隙)单元，使它的频率特性满足对于反馈源I来说，能够完全或者接近完全传输，对反馈源2来说，能够完全或者接近完全反射，这样就实现了反射面天线的分频复用；FSS还可以用做反射器，提高天线的增益，减少前后比，改善天线的性能。
[0003]从20世纪开始，国内外学者对FSS已经进行了深入的研究。目前FSS主要有环形，圆形，十字形，矩形贴片等，主要实现对谐振频率电磁波的完全反射，这些基本单元由于形状简单，所以其控制参数比较少，不能很好的满足实际要求，比如，带宽窄、频率响应曲线斜率小、稳定性差等，虽然可以使用加载电容和增加电长度的方法实现双阻带频率选择表面，达到多频宽带的要求，但是这种方法增加了结构的复杂性。由于FSS主要受单元的形状，尺寸，周期，贴片的层数以及介质基板的参数影响。因此现在FSS发展的趋势是使用通过设计更加新型的结构单元，比如设计复合式FSS结构、将薄屏改为厚屏、単层向双层或多层FSS结构扩展、加载介质等，来实现FSS宽带化，小型化，稳定性好以及反射性能更优越等。
实用新型内容
[0004]为了克服现有技术存在的缺点与不足，本实用新型提供一种基于多层环形缝隙贴片的频率选择表面结构，本实用新型安装在超宽带天线的下面，两者之间存在一定的空间距离，增大天线的增益及前后比，改善天线的性能。
[0005]本实用新型采用如下技术方案:
[0006]一种基于多层环形缝隙贴片的频率选择表面结构，由NXM个谐振单元构成，所述谐振单元包括两层平行放置的介质基板，所述每层介质基板的上、下表面分别设置一层环形缝隙贴片。
[0007]所述环形缝隙贴片具体是在FSS环形贴片的内环四个边的中点分别设置矩形缝隙，所述矩形缝隙关于内环边中点对称。
[0008]所述两层平行放置的介质基板相隔距离为中心频率波长的四分之一。
[0009]本实用新型的有益效果:
[0010](I)巧妙地在FSS环形贴片的四周增加缝隙，得到环形缝隙贴片，将单纯的贴片电感改为电感与电容的并联，增加了频率选择表面的设计灵活性，能够更好地达到频率要求；
[0011](2)采用四层环形缝隙贴片，实现了多级带阻滤波器的级联，使其带阻性能更加地优越，带宽更宽；
[0012](3)FSS可以作为超宽带天线的反射板，改善其定向辐射性能，增大前后比。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1是一种基于多层环形缝隙贴片的频率选择表面结构的示意图；
[0014]图2是图1中环形缝隙贴片的结构示意图；
[0015]图3是环形缝隙贴片与环形缝隙贴片连接的等效电路图；
[0016]图4是本实用新型一种基于多层环形缝隙贴片的频率选择表面结构的等效电路图；
[0017]图5是按照实施例尺寸制作的环形缝隙贴片频率选择表面结构的仿真示意图。
【具体实施方式】
[0018]下面结合实施例及附图，对本实用新型作进一步地详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。
[0019]实施例
[0020]一种基于多层环形缝隙贴片的频率选择表面结构，可以放置在超宽带天线的下方，由NXM个谐振单元构成，如图1所示，所述谐振单元包括两层相隔一定距离，且平行放置的介质基板，两层介质基板的距离3会影响频率选择表面的带阻性能，本实施例中两层介质基板的距离为中心频率IlGHz波长的四分之一，具体为8_。
[0021]为了提高频率选择表面FSS的带阻性能以及增加带宽，在每层介质基板的上、下表面分别设置一层环形缝隙贴片，具体为:上层介质基板I的上、下表面分别设置第一层环形缝隙贴片4及第二层环形缝隙贴片5，下层介质基板2的上、下表面分别设置第三层环形缝隙贴片6及第四层环形缝隙贴片7。
[0022]如图2所示，所述环形缝隙贴片具体是在FSS环形贴片的内环四个边的中点分别设置矩形缝隙，所述矩形缝隙关于每边中点对称；
[0023]环形缝隙贴片的尺寸大约为中心频率波长的四分之一，FSS环形贴片是关于中心对称的，本实施例的环形缝隙贴片的外边长为b = 14mm,内边长为c = 6mm,单位为毫米。
[0024]矩形缝隙的长宽影响着带阻性能，本实施例的矩形缝隙的长度为d = 1.5mm,宽度为e = 2mm,单位为毫米。
[0025]所述谐振单元为正方形，边长为a = 15mm。
[0026]本实用新型的介质基板材料为FR4，介电常数为4.4，介电损耗为0.02。
[0027]如图3所示，所述环形缝隙贴片与环形缝隙贴片之间的相隔间隙形成电容，每层环形缝隙贴片构成电感和电容的并联，形成一种滤波器结构。
[0028]所述上、下介质基板形成短路传输线，其电路阻抗为空气阻抗除以介电常数的根次方，所述两层介质基板之外的空间形成短路传输线，其电路阻抗为空气阻抗。
[0029]如图4所示，所述第一层环形缝隙贴片等效为电容电感电路8，所述第二层环形缝隙贴片等效为电容电感电路9，所述第三层环形缝隙贴片等效为电容电感电路10，所述第四层贴片等效为电容电感电路11，四层环形贴片形成四级等效电容电感电路的级联，Ztl为空气阻抗，Z1为介质基板的阻抗，d为介质板的厚度。
[0030]如图5所示为本实用新型实施例尺寸制成的环形缝隙贴片频率选择表面结构的仿真图形，带宽为2.7-13.2GHz,带阻性能优越。
[0031]本实用新型采用多层环形缝隙贴片来改善频率选择表面的性能，采用环形缝隙贴片来实现单级等效电容电感电路，实现带阻性能，采用多层环形贴片形成多级等效电容电感电路级联，实现频率选择表面优越的带阻性能以及超宽带。
[0032]上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受所述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种基于多层环形缝隙贴片的频率选择表面结构，由NXM个谐振单元构成，其特征在于，所述谐振单元包括两层平行放置的介质基板，所述每层介质基板的上、下表面分别设置一层环形缝隙贴片。
2.根据权利要求1所述的一种基于多层环形缝隙贴片的频率选择表面结构，其特征在于，所述环形缝隙贴片具体是在FSS环形贴片的内环四个边的中点分别设置矩形缝隙，所述矩形缝隙关于内环边中点对称。
3.根据权利要求1所述的一种基于多层环形缝隙贴片的频率选择表面结构，其特征在于，两层平行放置的介质基板相隔距离为中心频率波长的四分之一。
【文档编号】H01Q1/38GK203942018SQ201420314135
【公开日】2014年11月12日 申请日期:2014年6月12日 优先权日:2014年6月12日
【发明者】黄惠芬, 张少芳 申请人:华南理工大学