具有紧密间隔频率响应特性的双频FSS及其单元结构制造技术

本发明专利技术公开了一种具有紧密间隔频率响应特性的双频FSS及其单元结构，所述单元结构包括金属层和介质基板，所述金属层设置在所述介质基板上；所述金属层包括弓字型环状金属贴片和方环型金属贴片，其中，所述方环型金属贴片围绕在所述弓字型环状金属贴片的外周，且所述方环型金属贴片的中心与所述弓字型环状金属贴片的中心重合；所述弓字型环状金属贴片由多个弓字型金属单元首尾连接，形成中心对称的环状结构。所述双频FSS包括M×N个周期性排布的所述单元结构。该双频FSS具有双频段带阻特性，可以实现在‑10dB深度下频段5.59‑6.51GHz和7.43‑9.61GHz上的带阻效果，具有优异的极化稳定性和角度稳定性，且尺寸很小，满足器件小型化需求。

Dual frequency FSS with close spaced frequency response and its cell structure

【技术实现步骤摘要】
具有紧密间隔频率响应特性的双频FSS及其单元结构
本专利技术属于电磁场与微波
，具体涉及一种具有紧密间隔频率响应特性的双频FSS及其单元结构。
技术介绍
频率选择表面(FrequencySelectiveSurface，FSS)是由大量无源谐振单元组成的单屏或多屏周期性阵列结构，能有效地控制电磁波的反射和传输，当电磁波入射到频率选择表面上时，表现出带通或者带阻的特性。频率选择表面实质上是一种空间滤波器。FSS的结构主要是由介质基底以及覆盖在介质表面的金属阵列构成，介质基底主要起到一个支撑作用，用来增强整个FSS结构的机械强度，而金属阵列通过与电磁波的感应使得整个结构对电磁波产生特定的选择透过性。FSS由于其独特的特性具有很强的研究价值，在军事工业上具有很好的应用前景，尤其是在隐身技术的研究方面。在实际工程应用中也得到了巨大发展，可应用于滤波器、耦合器、天线、极化鉴定器等方面。随着电子通信和无线通信设备的发展，多频系统的设计变得越来越重要，对具有多波段性能的FSS的需求也越来越大。在实际应用中，多频带FSS用于需要多个独立传输频带的场合。在多频段FSS设计中，谐振响应间隔是一个重要的参数。现有的多频系统，谐振响应间隔过大，不能满足FSS在实际应用中的需求；且现有的多频FSS结构单元尺寸较大，不满足如今追求小型化结构的趋势和需求。
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具有紧密间隔频率响应特性的双频FSS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：本专利技术的一个方面提供了一种具有紧密间隔频率响应特性的双频FFS单元结构，包括金属层和介质基板，所述金属层设置在所述介质基板上；所述金属层包括弓字型环状金属贴片和方环型金属贴片，其中，所述方环型金属贴片围绕在所述弓字型环状金属贴片的外周，且所述方环型金属贴片的中心与所述弓字型环状金属贴片的中心重合；所述弓字型环状金属贴片由多个弓字型金属单元首尾连接，形成中心对称的环状结构。在本专利技术的一个实施例中，所述方环型金属贴片为正方形环。在本专利技术的一个实施例中，所述弓字型环状金属贴片由结构和尺寸均相同的八个弓字型金属单元首尾连接形成，其中，每个所述弓字型金属单元在靠近所述方环型金属贴片的一侧包括四个凸出部。在本专利技术的一个实施例中，相邻所述弓字型金属单元之间的夹角为45°。在本专利技术的一个实施例中，所述金属层由铜金属制成，所述介质基板由相对介电常数为4.4、电切损耗为0.02的耐热材料制成。在本专利技术的一个实施例中，所述介质基板的上表面为正方形结构，边长为8mm。在本专利技术的一个实施例中，所述方环型金属贴片的四条边分别与所述介质基板的对应边平行。在本专利技术的一个实施例中，所述方环型金属贴片的边长为7mm，贴片宽度为0.1mm。在本专利技术的一个实施例中，所述弓字型金属单元的贴片宽度为0.1mm，相邻所述凸出部之间的间距为0.1mm。本专利技术的另一方面提供了一种具有紧密间隔频率响应特性的双频FFS，包括M×N个周期性排布的如上述实施例中任一项所述的双频FFS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、本专利技术具有紧密间隔频率响应特性的双频FFS单元结构尺寸很小，其单元结构的表面尺寸仅为8mm*8mm，能够满足如今器件追求小型化的需求。2、本专利技术的双频FFS具有双频段带阻特性，可以实现在-10dB深度下频段5.59-6.51GHz和7.43-9.61GHz上的带阻效果。3、该双频FFS的谐振频率为6.27GHz和8.31GHz，谐振频率比为1.32，具有紧密间隔特性。4、该双频FFS具有非常好的极化稳定性，在TE和TM极化入射波照射时谐振频率偏差属于可接受范围之内，始终具有紧密间隔特性。5、该双频FFS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第一谐振频率偏差和第二谐振频率偏差都在可接受范围之内，始终具有紧密间隔特性。以下将结合附图及实施例对本专利技术做进一步详细说明。附图说明图1是本专利技术实施例提供的一种具有紧密间隔频率响应特性的双频FFS单元结构的立体图；图2是本专利技术实施例提供的一种具有紧密间隔频率响应特性的双频FFS单元结构的侧视图；图3是本专利技术实施例提供的一种具有紧密间隔频率响应特性的双频FFS单元结构的金属层的尺寸标注图；图4是本专利技术实施例提供的一种具有紧密间隔频率响应特性的双频FFS的立体图；图5是本专利技术实施例提供的一种具有紧密间隔频率响应特性的双频FFS在TE极化模式下的滤波性能仿真图；图6是本专利技术实施例提供的一种具有紧密间隔频率响应特性的双频FFS在TM极化模式下的滤波性能仿真图；图7是本专利技术实施例提供的一种具有紧密间隔频率响应特性的双频FFS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提供的一种具有紧密间隔频率响应特性的双频FFS在TM极化模式下的角度稳定性能仿真图。附图标记如下：1-金属层；11-弓字型环状金属贴片；111-弓字型金属单元；1111-凸出部；12-方环型金属贴片；2-介质基板。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一种具有紧密间隔频率响应特性的双频FSS及其单元结构进行详细说明。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。实施例一请参见图1和图2，图1是本专利技术实施例提供的一种具有紧密间隔频率响应特性的双频FFS单元结构的立体图；图2是本专利技术实施例提供的一种具有紧密间隔频率响应特性的双频FFS单元结构的侧视图。该双频FFS单元结构包括金属层1和介质基板2，金属层1设置在介质基板2上。在本实施例中，介质基板2的上表面由正方形结构，尺寸为8mm*8mm。另外，金属层1的厚度在0.017mm-0.035mm范围内，介质基板2的厚度为1mm。相比于现有的FFS单元，本实施例的双频FFS单元结构的尺寸很小，满足如今器件追求小型化的趋势。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有紧密间隔频率响应特性的双频FFS单元结构，其特征在于，包括金属层(1)和介质基板(2)，所述金属层(1)设置在所述介质基板(2)上；/n所述金属层(1)包括弓字型环状金属贴片(11)和方环型金属贴片(12)，其中，所述方环型金属贴片(12)围绕在所述弓字型环状金属贴片(11)的外周，且所述方环型金属贴片(12)的中心与所述弓字型环状金属贴片(11)的中心重合；/n所述弓字型环状金属贴片(11)由多个弓字型金属单元(111)首尾连接，形成中心对称的环状结构。/n

【技术特征摘要】
1.一种具有紧密间隔频率响应特性的双频FFS单元结构，其特征在于，包括金属层(1)和介质基板(2)，所述金属层(1)设置在所述介质基板(2)上；
所述金属层(1)包括弓字型环状金属贴片(11)和方环型金属贴片(12)，其中，所述方环型金属贴片(12)围绕在所述弓字型环状金属贴片(11)的外周，且所述方环型金属贴片(12)的中心与所述弓字型环状金属贴片(11)的中心重合；
所述弓字型环状金属贴片(11)由多个弓字型金属单元(111)首尾连接，形成中心对称的环状结构。


2.根据权利要求1所述的具有紧密间隔频率响应特性的双频FFS单元结构，其特征在于，所述方环型金属贴片(12)为正方形环。


3.根据权利要求1所述的具有紧密间隔频率响应特性的双频FFS单元结构，其特征在于，所述弓字型环状金属贴片(11)由结构和尺寸均相同的八个弓字型金属单元(111)首尾连接形成，其中，每个所述弓字型金属单元(111)在靠近所述方环型金属贴片(12)的一侧包括四个凸出部(1111)。


4.根据权利要求3所述的具有紧密间隔频率响应特性的双频FFS单元结构，其特征在于，相邻所述弓字型金属单元(111)之间的夹角为45°。

...

【专利技术属性】
技术研发人员：相征，李毅，任鹏，陈瑞洁，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61