一种双频宽带宽角频率选择表面极化器制造技术

本发明专利技术公开了一种双频宽带宽角频率选择表面极化器，每个金属层均由多个金属单元组成，每个金属单元均包括两个几字形金属块，由于每个金属单元间隔设置，入射的电磁波沿左右方向上的分量具有选择性传输的功能，当处于高波段时，入射的电磁波沿左右方向和前后方向都能传输，入射波入射后，每经过一层金属层后大约产生

【技术实现步骤摘要】
一种双频宽带宽角频率选择表面极化器


[0001]本专利技术涉及一种频率选择表面极化器，尤其是涉及一种双频宽带宽角频率选择表面极化器。

技术介绍

[0002]根据电磁场的基本知识，电磁波根据其电场矢量的端点随时间形成的轨迹不同而被划分为不同的极化形式，即线极化波、圆极化波和椭圆极化波。在实际应用中，通用无线电天线通常更简单、更直接，因此线极化波是迄今为止大多数无线电通信应用中使用最广泛的。圆极化波在对雨、云的抗干扰作用上有更好的表现，在面对电离层对入射到其中的电磁波产生的法拉第效应和衰减上，圆极化波能在这种衰减作用上有一定的减弱效应，从而保证高功率微波的正常传输。
[0003]在卫星通信的Ku波段和K波段上，Ku波段受到电离层的法拉第效应不明显，为降低设计复杂程度，提高效率，多使用线极化天线；而在更高频的K波段，为了降低法拉第效应、多径传播以及雨衰的影响，则多以使用圆极化天线。
[0004]为了降低成本和无线通信系统复杂度并提高天线口径复用效率，越来越多的双频共口径VICTS天线应用于卫星通信中。双频共口径VICTS天线可以在一副天线上同时实现两个频段的信号传输，并且波束扫描灵活可以保证卫星通信的可靠性和高跟踪精度。但是目前双频共口径VICTS天线在卫通信通的Ku波段和K波段上设计的都是线极化天线，要想实现圆极化，大多需要在线极化天线的辐射口径上放置一个线极化到圆极化的频率选择表面极化器，这种加载在线极化天线上的频率选择表面极化器可以在不影响原有天线性能的情况下满足双频、宽带、宽角等条件。
[0005]现有的采用耶路撒冷十字架结构的频率选择表面极化器能够将K波段和Ka波段的线极化波转换为左旋和右旋圆极化波，从而实现双频工作。但是，上述频率选择表面极化器受制于耶路撒冷十字架结构，在保证K波段29％的相对带宽和Ka波段12％的相对带宽的前提下，其斜入射角度只能实现20
°
。到目前为止，还没有应用于Ku和K波段的频率选择表面极化器，以实现Ku波段线极化传输，K波段圆极化传输，并且具有宽带和宽斜入射角度。

技术实现思路

[0006]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种能够在Ku波段(12.25GHz
‑
14GHz)实现宽带的线极化到线极化传输，在K波段(17.7GHz
‑
21.2GHz)实现宽带的线极化到圆极化传输，且在Ku波段的斜入射角度可以达到60
°
，在K波段的斜入射角度可以达到45
°
，能够保证卫星通信的高跟踪精度，满足实际工程应用需求的双频宽带宽角频率选择表面极化器。
[0007]本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种双频宽带宽角频率选择表面极化器，包括四层金属层、四层介质板和三层支撑层，四层介质板均为矩形板，将四层金属层分别称为第一金属层、第二金属层、第三金属层和第四金属层，四层介质板的结构尺寸完全相同，四层介质板按照从上到下顺序设置，且四层介质板的前端面上下对齐，后端面上下
对齐，左端面上下对齐，右端面上下对齐，将四层介质板从上到下依次称为第一介质板、第二介质板、第三介质板和第四介质板；所述的第一金属层包括M*M个第一金属单元，M为大于等于15的整数，*为乘运算符号，M*M个第一金属单元按照M行M列均匀间隔分布在所述的第一介质板的上表面，其中行方向沿所述的第一介质板的长度方向，将其作为前后方向，列方向沿所述的第一介质板的宽度方向，将其作为左右方向；每个第一金属单元均包括两个第一几字形金属块，每个所述的第一几字形金属块均由附着在所述的第一介质板上表面的第一矩形金属块、第二矩形金属块、第三矩形金属块、第四矩形金属块和第五矩形金属块组成，所述的第一矩形金属块、所述的第二矩形金属块、所述的第三矩形金属块、所述的第四矩形金属块和所述的第五矩形金属块的前端面均平行于所述的第一介质板的前端面所在平面，所述的第一矩形金属块位于所述的第二矩形金属块的左侧，所述的第一矩形金属块的右端面与所述的第二矩形金属块的左端面一体成型连接，所述的第一矩形金属块的后端面与所述的第二矩形金属块的后端面齐平，所述的第一矩形金属块沿前后方向的长度小于所述的第二矩形金属块沿前后方向的长度的一半，所述的第一矩形金属块沿左右方向的长度大于所述的第二矩形金属块沿左右方向的长度，所述的第三矩形金属块位于所述的第二矩形金属块的右侧，所述的第二矩形金属块的右端面与所述的第三矩形金属块的左端面一体成型连接，所述的第三矩形金属块的前端面与所述的第二矩形金属块的前端面齐平，所述的第三矩形金属块沿前后方向的长度等于所述的第一矩形金属块沿前后方向的长度，所述的第三矩形金属块沿左右方向的长度小于所述的第一矩形金属块沿左右方向的长度，所述的第四矩形金属块位于所述的第三矩形金属块的右侧，所述的第三矩形金属块的右端面与第四矩形金属块的左端面一体成型连接，所述的第三矩形金属块的前端面与所述的第四矩形金属块的前端面齐平，所述的第四矩形金属块沿前后方向的长度等于所述的第二矩形金属块沿前后方向的长度，所述的第四矩形金属块沿左右方向的长度等于所述的第二矩形金属块沿左右方向的长度，所述的第五矩形金属块位于所述的第四矩形金属块的右侧，所述的第四矩形金属块的右端面与所述的第五矩形金属块的左端面一体成型连接，第四矩形金属块的后端面和所述的第五矩形金属块的后端面齐平，所述的第五矩形金属块沿前后方向的长度等于所述的第一矩形金属块沿前后方向的长度，所述的第五矩形金属块沿左右方向的长度等于所述的第一矩形金属块沿左右方向的长度；两个第一几字形金属块尺寸完全相同，从左至右并行放置，位于左侧的第一几字形金属块的第五矩形金属块的右端面与位于右侧的第一几字形金属块的第一矩形金属块的左端面一体成型连接，两个第一几字形金属块的第一矩形金属块的后端面齐平；所述的第二金属层包括M*M个第二金属单元，M*M个第二金属单元按照M行M列均匀间隔分布在所述的第二介质板的上表面，其中行方向沿所述的第二介质板的长度方向，即前后方向，列方向沿所述的第二介质板的宽度方向，即左右方向；每个第二金属单元均包括两个第二几字形金属块，每个所述的第二几字形金属块均由附着在所述的第二介质板上表面的第六矩形金属块、第七矩形金属块、第八矩形金属块、第九矩形金属块和第十矩形金属块组成，所述的第六矩形金属块、所述的第七矩形金属块、所述的第八矩形金属块、所述的第九矩形金属块和所述的第十矩形金属块的前端面均平行于所述的第二介质板的前端面所在平面，所述的第六矩形金属块位于所述的第七矩形金属块的左侧，所述的第六矩形金属块的右端面与所述的第七矩形金属块的左端面一体成型连接，所述的第六矩形金属块的后端面与所述的第七矩形金属块的后端面齐平，所述的第六
矩形金属块沿前后方向的长度小于所述的第七矩形金属块沿前后方向的长度的一半，所述的第六矩形金属块沿左右方向的长度大于所述的第七矩形金属块沿左右方向的长度，所述的第八矩形金属块位于所述的第七矩形金属块的右侧，所述的第七矩形金属块的右端面与所述的第八矩形金属块的左端面一体成型连接，所述的第八矩形金属块的前端面与所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双频宽带宽角频率选择表面极化器，其特征在于包括四层金属层、四层介质板和三层支撑层，四层介质板均为矩形板，将四层金属层分别称为第一金属层、第二金属层、第三金属层和第四金属层，四层介质板的结构尺寸完全相同，四层介质板按照从上到下顺序设置，且四层介质板的前端面上下对齐，后端面上下对齐，左端面上下对齐，右端面上下对齐，将四层介质板从上到下依次称为第一介质板、第二介质板、第三介质板和第四介质板；所述的第一金属层包括M*M个第一金属单元，M为大于等于15的整数，*为乘运算符号，M*M个第一金属单元按照M行M列均匀间隔分布在所述的第一介质板的上表面，其中行方向沿所述的第一介质板的长度方向，将其作为前后方向，列方向沿所述的第一介质板的宽度方向，将其作为左右方向；每个第一金属单元均包括两个第一几字形金属块，每个所述的第一几字形金属块均由附着在所述的第一介质板上表面的第一矩形金属块、第二矩形金属块、第三矩形金属块、第四矩形金属块和第五矩形金属块组成，所述的第一矩形金属块、所述的第二矩形金属块、所述的第三矩形金属块、所述的第四矩形金属块和所述的第五矩形金属块的前端面均平行于所述的第一介质板的前端面所在平面，所述的第一矩形金属块位于所述的第二矩形金属块的左侧，所述的第一矩形金属块的右端面与所述的第二矩形金属块的左端面一体成型连接，所述的第一矩形金属块的后端面与所述的第二矩形金属块的后端面齐平，所述的第一矩形金属块沿前后方向的长度小于所述的第二矩形金属块沿前后方向的长度的一半，所述的第一矩形金属块沿左右方向的长度大于所述的第二矩形金属块沿左右方向的长度，所述的第三矩形金属块位于所述的第二矩形金属块的右侧，所述的第二矩形金属块的右端面与所述的第三矩形金属块的左端面一体成型连接，所述的第三矩形金属块的前端面与所述的第二矩形金属块的前端面齐平，所述的第三矩形金属块沿前后方向的长度等于所述的第一矩形金属块沿前后方向的长度，所述的第三矩形金属块沿左右方向的长度小于所述的第一矩形金属块沿左右方向的长度，所述的第四矩形金属块位于所述的第三矩形金属块的右侧，所述的第三矩形金属块的右端面与第四矩形金属块的左端面一体成型连接，所述的第三矩形金属块的前端面与所述的第四矩形金属块的前端面齐平，所述的第四矩形金属块沿前后方向的长度等于所述的第二矩形金属块沿前后方向的长度，所述的第四矩形金属块沿左右方向的长度等于所述的第二矩形金属块沿左右方向的长度，所述的第五矩形金属块位于所述的第四矩形金属块的右侧，所述的第四矩形金属块的右端面与所述的第五矩形金属块的左端面一体成型连接，第四矩形金属块的后端面和所述的第五矩形金属块的后端面齐平，所述的第五矩形金属块沿前后方向的长度等于所述的第一矩形金属块沿前后方向的长度，所述的第五矩形金属块沿左右方向的长度等于所述的第一矩形金属块沿左右方向的长度；两个第一几字形金属块尺寸完全相同，从左至右并行放置，位于左侧的第一几字形金属块的第五矩形金属块的右端面与位于右侧的第一几字形金属块的第一矩形金属块的左端面一体成型连接，两个第一几字形金属块的第一矩形金属块的后端面齐平；所述的第二金属层包括M*M个第二金属单元，M*M个第二金属单元按照M行M列均匀间隔分布在所述的第二介质板的上表面，其中行方向沿所述的第二介质板的长度方向，即前后方向，列方向沿所述的第二介质板的宽度方向，即左右方向；每个第二金属单元均包括两个第二几字形金属块，每个所述的第二几字形金属块均由附着在所述的第二介质板上表面的
第六矩形金属块、第七矩形金属块、第八矩形金属块、第九矩形金属块和第十矩形金属块组成，所述的第六矩形金属块、所述的第七矩形金属块、所述的第八矩形金属块、所述的第九矩形金属块和所述的第十矩形金属块的前端面均平行于所述的第二介质板的前端面所在平面，所述的第六矩形金属块位于所述的第七矩形金属块的左侧，所述的第六矩形金属块的右端面与所述的第七矩形金属块的左端面一体成型连接，所述的第六矩形金属块的后端面与所述的第七矩形金属块的后端面齐平，所述的第六矩形金属块沿前后方向的长度小于所述的第七矩形金属块沿前后方向的长度的一半，所述的第六矩形金属块沿左右方向的长度大于所述的第七矩形金属块沿左右方向的长度，所述的第八矩形金属块位于所述的第七矩形金属块的右侧，所述的第七矩形金属块的右端面与所述的第八矩形金属块的左端面一体成型连接，所述的第八矩形金属块的前端面与所述的第七矩形金属块的前端面齐平，所述的第八矩形金属块沿前后方向的长度等于所述的第六矩形金属块沿前后方向的长度，所述的第八矩形金属块沿左右方向的长度小于所述的第六矩形金属块沿左右方向的长度，所述的第九矩形金属块位于所述的第八矩形金属块的右侧，所述的第八矩形金属块的右端面与第九矩形金属块的左端面一体成型连接，所述的第八矩形金属块的前端面与所述的第九矩形金属块的前端面齐平，所述的第九矩形金属块沿前后方向的长度等于所述的第七矩形金属块沿前后方向的长度，所述的第九矩形金属块沿左右方向的长度等于所述的第七矩形金属块沿左右方向的长度，所述的第十矩形金属块位于所述的第九矩形金属块的右侧，所述的第九矩形金属块的右端面与所述的第十矩形金属块的左端面一体成型连接，第十矩形金属块的后端面和所述的第九矩形金属块的后端面齐平，所述的第十矩形金属块沿前后方向的长度等于所述的第六矩形金属块沿前后方向的长度，所述的第十矩形金属块沿左右方向的长度等于所述的第六矩形金属块沿左右方向的长度；两个第二几字形金属块尺寸完全相同，从左至右并行放置，位于左侧的第二几字形金属块的第十矩形金属块的右端面与位于右侧的第二几字形金属块的第六矩形金属块的左端面一体成型连接，两个第二几字形金属块的第六矩形金属块的后端面齐平；所述的第一矩形金属块沿左右方向的长度与所述的第六矩形...

【专利技术属性】
技术研发人员：楼盈颖，陆云龙，徐林通，尤阳，黄季甫，
申请(专利权)人：宁波大学，
类型：发明
国别省市：