[发明专利]一种使用温度控制通带开关的空间滤波器

说明书

技术领域

本发明属于微波技术领域，具体涉及一种使用温度控制通带开关的空间滤波器。

背景技术

频率选择表面（FrequencySelectiveSurface,FSS）是由周期性排布的金属贴片单元或金属屏上周期性排列的开孔单元构成的一种二维周期阵列结构，它能使电磁波在谐振频率处发生全反射或全透射，因此是一种对电磁波频率有选择作用的空间滤波器。

FSS作为带通滤波器在微波领域里具有广泛的应用。如采用FSS制备卡赛格伦天线的二色性副反射面，可以使两个不同频率的馈源共用同一个反射面，节省了系统空间；使用FSS技术制备雷达罩，可降低飞行兵器天线的带外雷达散射截面，从而实现雷达隐身功能；将FSS结构作为建筑物的墙壁或门窗的夹层，可实现特定频段的电磁波传输，而屏蔽其他频段的信号。

然而当上述产品制备完成后，利用FSS实现的带通滤波特性便无法改变。对于卡赛格伦系统，二色性副反射面无法根据需求选择馈源；传统的FSS雷达罩面对敌方探测雷达与己方制导雷达频段相同的情况，因无法屏蔽该频段电磁波而失去隐身功能；而屏蔽室也不能根据实际需要实现全频段屏蔽。这种局限性使得传统的FSS作为空间滤波器在应用中难以满足实际需求。

公开号为CN103022602A的中国专利，公开了一种具有开关功能的智能空间滤波器，该滤波器采用导电聚合物与固态电解质组成的混合物作为双层FSS带通滤波器的中间夹层，通过FSS的金属层对混合物夹层施加电场，控制夹层材料在导体与绝缘体之间进行转换，可实现该双层FSS滤波器的频率选择功能或全频段屏蔽，即实现通带开、关功能，但是混合物夹层材料的制备过程比较繁琐，同时滤波器需要外接电路，并且还要在FSS金属层上制备电极，这会对FSS单元的谐振特性产生影响。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有的FSS应用过程中滤波特性无法改变，且双层FSS滤波器制备繁琐的问题，而提供一种使用温度控制通带开关的空间滤波器。

一种使用温度控制通带开关的空间滤波器，该滤波器包括夹芯层、粘接层、频率选择表面金属层、频率选择表面基底层、热致相变材料层和控温装置，所述的夹芯层与两侧的粘接层紧密接触，粘接层与两侧的频率选择表面金属层紧密接触，频率选择表面金属层与两侧的频率选择表面基底层紧密接触，频率选择表面基底层与两侧的热致相变材料层紧密接触，所述的控温装置通过调节温度对热致相变材料层进行控制。

本发明的工作原理：本发明的一种使用温度控制通带开关的空间滤波器，所述的热致相变材料在某一温度T存在相变，可由金属态转换为绝缘态，或由绝缘态转换为金属态，以二氧化钒为例，在温度为68℃时存在相变，在68℃以下二氧化钒表现出电介质特性，对微波频段的电磁波透明，该结构的滤波器表现出滤波特性；在68℃以上二氧化钒具有金属导电性能，可以屏蔽微波波段的电磁波，使该滤波器不再具有滤波特性，通过调节控温装置,对热致相变材料层进行加热或制冷，可实现控制该空间滤波器通带的开、关功能。

本发明的有益效果：本发明提供了一种使用温度控制通带开关的空间滤波器，与传统的FSS空间滤波器相比，该滤波器既能在某一特定频段实现通带，使该频段的电磁波透过而将其他频段电磁波滤掉，也能根据实际需求做出调整，将通带关闭实现全频段电磁波屏蔽；与采用导电聚合物和固态电解质组成的混合物作为夹层材料制备的双层FSS滤波器相比，本发明的滤波器结构简单，并且制备和操作也更加方便，提高了FSS作为空间滤波器的实际应用性及可靠性。

附图说明

图1本发明一种使用温度控制通带开关的空间滤波器结构示意图。

图2本发明一种使用温度控制通带开关的空间滤波器的频率选择表面金属层图形尺寸示意图。

图3本发明一种使用温度控制通带开关的空间滤波器在通带开、关两种状态下对正入射电磁波的传输特性对比图。

具体实施方式