Ku波段透波的频率选择表面单元结构及表面结构制造技术

本发明专利技术公开了一种Ku波段透波的频率选择表面单元结构及表面结构，涉及微波技术领域，单元结构包括第一介质基层、第二介质基层、第一介质基层与第二介质基层之间的空气层；第一介质基层靠近第二介质基层的一侧设置有两个镂空八边形金属贴片；第二介质基层远离第一介质基层的一侧设置有两个镂空八边形金属贴片。本发明专利技术公开的一种Ku波段透波的频率选择表面单元结构以及依据所述单元结构构成的表面结构，带内透射系数更好，且透波频带的带宽较宽，从而实现Ku波段带内宽带透波，带外反射。带外反射。带外反射。

【技术实现步骤摘要】
Ku波段透波的频率选择表面单元结构及表面结构


[0001]本专利技术涉及微波
，更具体的说是涉及一种Ku波段透波的频率选择表面单元结构及表面结构。

技术介绍

[0002]Ku波段是指从12GHz到18GHz频段的电磁波，被广泛应用于雷达和卫星通信等领域。频率选择表面是在介质上具有平面金属阵列的二维周期结构，在一定的谐振频率上表现出透射和反射特性频率选择表面结构，在其阻带的特定频率范围内会产生良好的反射特性。反射型频率选择结构是利用特定频段的反射实现隐身。然而现有的频率选择表面结构中存在着对于Ku波段的电磁波透射性较差、带宽较窄等技术缺陷，因此如何克服上述问题，是本领域技术人员需要解决的技术问题。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本专利技术提供了一种Ku波段透波的频率选择表面单元结构及表面结构。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0005]一种Ku波段透波的频率选择表面单元结构，包括第一介质基层、第二介质基层、第一介质基层与第二介质基层之间的空气层；
[0006]所述第一介质基层靠近第二介质基层的一侧设置有金属贴片；
[0007]所述第二介质基层远离第一介质基层的一侧仅设置有金属贴片。
[0008]所述第一介质基层设置的金属贴片包括设置在第一介质基层外围的第一镂空八边形金属贴片和设置在第一介质基层内围的第二镂空八边形金属贴片。
[0009]所述第二介质基层设置的金属贴片包括设置在第二介质基层外围的第三镂空八边形金属贴片和设置在第二介质基层内围的第四镂空八边形金属贴片。
[0010]可选的，所述第一介质基层和所述第二介质基层均为介电常数为2.65、损耗角为0.0013、厚度为0.5mm的F4B介质板。
[0011]可选的，所述表面单元结构的尺寸为所工作的中心频率对应波长的1/2。
[0012]可选的，所述表面单元结构的尺寸为12mm。
[0013]可选的，所述第二介质基层外围的第三镂空八边形金属贴片的尺寸为：边长l1＝5.5mm，l2＝11mm，宽度dl2＝0.5mm；所述第二介质基层内围的第四镂空八边形金属贴片的尺寸为：边长l3＝2mm，l4＝4mm，宽度dl3＝0.3mm。
[0014]可选的，所述第一介质基层外围的第一镂空八边形金属贴片的尺寸与第三镂空八边形金属贴片的尺寸一致；所述第一介质基层内围的十字型金属贴片的尺寸与第四镂空八边形金属贴片的尺寸一致。
[0015]一种Ku波段透波的频率选择表面结构，使用所述频率选择表面单元结构以周期性矩形阵列排列所构成。
[0016]经由上述的技术方案可知，本专利技术公开提供了一种Ku波段透波的频率选择表面单
元结构及表面结构，与现有技术相比，具有以下有益效果：
[0017]本专利技术公开的一种Ku波段透波的频率选择表面单元结构以及依据所述单元结构构成的表面结构，在第一介质基层设置两个镂空八边形金属贴片，在第二介质基层设置两个镂空八边形金属贴片，带内透射系数更好，且透波频带的带宽较宽，从而实现带内宽带透波，带外反射。
[0018]本专利技术通过等效电路的方法对单元结构大小、介质层厚度，获取最佳单元结构参数。并且可通过调整单元结构大小和贴片大小改变频率选择表面结构的工作频段。
附图说明
[0019]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，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0020]图1为本专利技术的频率选择表面单元结构示意图；
[0021]图2为本专利技术的频率选择表面结构整体示意图；
[0022]图3(a)为本专利技术的频率选择表面单元结构的第一介质基层结构示意图；
[0023]图3(b)为本专利技术的频率选择表面单元结构的第二介质基层结构示意图；
[0024]图4为本专利技术的频率选择表面单元结构的等效电路图；
[0025]图5(a)为本专利技术的频率选择表面单元结构的透射系数仿真图；
[0026]图5(b)为本专利技术的频率选择表面单元结构的反射系数仿真图；
[0027]其中，1为第一介质基层，2为第二介质基层，3为空气层，4为第一镂空八边形金属贴片，5为第二镂空八边形金属贴片，6为第三镂空八边形金属贴片，7为第四镂空八边形金属贴片；11为频率选择表面结构的第一介质基层，12为频率选择表面结构的空气层，13为频率选择表面结构的第二介质基层。
具体实施方式
[0028]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0029]本专利技术实施例公开了一种Ku波段透波的频率选择表面单元结构，参见图1，包括第一介质基层1、第二介质基层2、第一介质基层1与第二介质基层2之间的空气层3；
[0030]所述第一介质基层1靠近第二介质基层2的一侧设置有金属贴片；
[0031]所述第二介质基层2远离第一介质基层1的一侧设置有金属贴片。
[0032]在具体实施例中，参见图3(a)所述第一介质基层1设置的金属贴片包括设置在第一介质基层1外围的第一镂空八边形金属贴片4和设置在第一介质基层1内围的第二镂空八边形金属贴片5。
[0033]在具体实施例中，参见图3(b)，所述第二介质基层2设置的金属贴片包括设置在第二介质基层2外围的第三镂空八边形金属贴片6和设置在第二介质基层2内围的第四镂空八
边形金属贴片7。
[0034]本专利技术实施例还提供一种Ku波段透波的频率选择表面结构，参见图2，频率选择表面结构使用频率选择表面单元结构以周期性矩形阵列排列所构成。
[0035]本专利技术频率选择表面单元结构的等效电路模型如图4所示，Z0表示自由空间的波阻抗，Z
F1
为阻性层，Z
F2
为无耗匹配层，Z1表示间隔层的波阻抗。由图4转移矩阵来求出级联网络输入与输出的关系，然后，利用转移矩阵与散射矩阵的关系可以求解出散射矩阵即S参数的表现形式：
[0036][0037]其中，表征端口1的输入总电压和输入总电流与端口2的输出总电压和输出总电流的关系，f是工作频率，c是真空中的光速，ε
r1
是介质底板的相对介电常数，h1是空气层厚度。
[0038]为了实现带内透波、带外反射，本实施例从低频到高频依次定义f1、f2和f3，在f1和f3设计理想指标S
11
＝1，S
21
＝0，在f2处设计理想指标S
11
＝0，S
21
＝1。S
11
和S本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种Ku波段透波的频率选择表面单元结构，其特征在于，包括第一介质基层(1)、第二介质基层(2)、第一介质基层(1)与第二介质基层(2)之间的空气层(3)；所述第一介质基层(1)靠近第二介质基层(2)的一侧设置有金属贴片；所述第二介质基层(2)远离第一介质基层(1)的一侧仅设置有金属贴片；所述第一介质基层(1)设置的金属贴片包括设置在第一介质基层(1)外围的第一镂空八边形金属贴片(4)和设置在第一介质基层(1)内围的第二镂空八边形金属贴片(5)；所述第二介质基层(2)设置的金属贴片包括设置在第二介质基层(2)外围的第三镂空八边形金属贴片(6)和设置在第二介质基层(2)内围的第四镂空八边形金属贴片(7)。2.根据权利要求1所述的一种Ku波段透波的频率选择表面单元结构，其特征在于，所述第一介质基层(1)和所述第二介质基层(2)均为介电常数为2.65、损耗角为0.0013、厚度为0.5mm的F4B介质板。3.根据权利要求1所述的一种Ku波段透波的频率选择表面单元结构，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：王佳仪，蔡通，沈炼，郑斌，
申请(专利权)人：浙江大学杭州国际科创中心，
类型：发明
国别省市：