[发明专利]一种双频毫米波频率选择表面

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信领域，特别涉及一种双频毫米波频率选择表面。

背景技术

频率选择表面（Frequency Selective Surfaces，FSS）是一种具有频率选择特性的二维周期结构。作为一种新型的空间滤波器，FSS的每个周期单元相当于一个无源谐振器，所有这些无源谐振器按一定方式周期性地排在一起就构成了能够对电磁波进行滤波的滤波器。由于FSS在毫米波段及亚毫米波段具有比传统滤波器更多的优点，因而在军事和民用领域有十分广泛的应用，FSS已经成为近些年的一个研究热点。

随着微波遥感技术的进步，毫米波亚毫米波星载探测系统已成为一个主流趋势，其工作频率正向太赫兹方向发展，通过使用频率选择表面，可以实现多频段复用，因而频率选择表面成为准光学分频网络中的核心部件之一。

用于准光学分频网络中的频率选择表面应当满足以下技术要求：

1、入射角固定：根据分频网络结构的要求，入射波的入射角限制为45°，这就要求在设计时考虑这一因素，以实现最佳选频特性。

2、低损耗：频率选择表面的损耗来源较多，有热损耗、插入损耗、栅瓣损耗等，因此在设计中要综合考虑周期图案单元的尺寸、形状及介质层的特性，以达到设计指标要求的带宽、工作频率、透射系数和反射系数。

3、极化稳定性：频率选择表面在不同极化波的激励下，应具有稳定的工作特性。

现有技术中的频率选择表面多数只有一个工作频率段，影响了其应用范围。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的频率选择表面仅有一个工作频率段的缺陷，从而提供一种能够工作在两个频率段的频率选择表面。

为了实现上述目的，本发明提供了一种双频毫米波频率选择表面，该频率选择表面的工作频带为50-58GHz和85-93GHz，对应中心频率分别为54GHz和89GHz；该频率选择表面包括有多行，各个行中的周期单元以90°排布方式排布；

所述周期单元为平板状的长方体，其长度在3550-3650um之间，宽度在1650-1750um之间，厚度在450-550um之间；所述周期单元采用金属材料制成；

所述周期单元的中心位置设置有偶极子，所述偶极子为非规则的缝隙结构，该缝隙结构包括第一区域、第二区域、第三区域、第四区域、第五区域以及第六区域；其中，

所述第一区域位于所述周期单元的中心位置；

所述第二区域与所述第一区域的左上方相连；

所述第三区域与所述第四区域相邻，且位于所述第四区域的上方；所述第三区域、所述第四区域与所述第一区域的左下方相连；

所述第五区域与所述第六区域相邻，且位于所述第六区域的下方；所述第五区域、所述第六区域与所述第一区域的右上方相连；

所述第三区域与所述第三区域在所述第一区域内的延长部分形成第七区域；所述第一区域的中心频率为54GHz，其长度为其中心频率对应波长的52%-55%，宽度为其中心频率对应波长的8%-10%；所述第七区域的中心频率为89GHz，其长度为其中心频率对应波长的22%-26%，宽度为其中心频率对应波长的8%-11%。

上述技术方案中，所述第一区域、第二区域、第三区域、第四区域、第五区域以及第六区域为矩形或倒角矩形。

上述技术方案中，所述第一区域的长为3000um，宽为500um。

上述技术方案中，所述第二区域的长为400um，宽为150um，其上边缘距离第一区域的上边缘500um。

上述技术方案中，所述第三区域的长为400um，宽为350um。

上述技术方案中，所述第四区域的长为370um，宽为190um，所述第四区域的下边缘距离第一区域的下边缘530um。

上述技术方案中，所述第五区域的长为300um，宽为200um，其下边缘距离所述第一区域的下边缘1900um。

上述技术方案中，所述第六区域的长为370um，宽为190um，其上边缘距离所述第一区域的上边缘740um。

本发明的优点在于：

1、可实现双频带通频率滤波特性；

2、单层金属结构相对简单，无需介质加载，便于加工；

3、曲线特性陡峭，对带外频率的隔离度高，选择性好；

4、结构参数通过精确优化，滤波特性好；

5、材料物理特性稳定，在实际应用中特性漂移小；工作频带宽。

附图说明

图1是本发明的频率选择表面的周期单元的俯视图；