[发明专利]低损耗微单元低通频率选择表面天线罩及制作方法

说明书

技术领域

本发明属于频率选择表面复合结构材料领域，具体涉及一种低损耗微单元低通频率选择表面天线罩及制作方法，可用于超短波频段电子接收设备隐身设计。

背景技术

传统频选材料一般为平面结构，频选材料通过平面内薄金属片之间的边缘耦合产生结构分布电容和电感，由于金属片边缘的耦合效率极低，导致频选材料周期单元尺寸相对于谐振波长较大，由一般的电磁谐振理论可知，周期单元尺寸大必然对应一个较低的谐振频率，亦即频选材料除主谐振频率外，在较低的频段内（10GHz左右）还存在多阶谐振通带。多阶谐振通带的存在导致传统的VHF/UHF频段电子设备的频选隐身罩往往只能采用多阻带集成频率选择表面方案，即采用多层具有不同阻带频率的带阻频率选择表面复合构成低通频率选择表面；由于需要采用多层电磁表面结构，电磁波穿过上述频率选择表面时，电磁波受到各阻带频选表面的散射而衰减，进而导致整个低通频选表面的插入损耗较大，结构复杂。

发明内容

本发明的目的在于解决现有多阻带复合低通频选表面由于结构复杂，导致对带内电磁波插入损耗过大的技术问题，提出了一种低损耗微单元低通频率选择表面天线罩及制作方法，该天线罩采用单频选层天线罩即可实现与现有低通频选表面在8～18GHz频段范围内类似的电磁波反射能力，可以显著降低频选天线罩的插入损耗；该制作方法简单。

本发明是这样实现的：

一种低损耗微单元低通频率选择表面天线罩，包括沿厚度方向依次设置的第一蒙皮层、第一泡沫层、第二蒙皮层、第一导电金属层、介质层、第二导电金属层、第三蒙皮层、第二泡沫层、第四蒙皮层；

第一蒙皮层、第一泡沫层、第二蒙皮层构成第一夹层，第三蒙皮层、第二泡沫层、第四蒙皮层构成第二夹层，第一导电金属层、介质层、第二导电金属层构成频选层，第一夹层和第二夹层构成的玻璃钢复合材料夹层将频选层夹紧；

所述第一导电金属层包括一个以上的均匀设置的沿水平与垂直方向周期性排列的第一金属片周期单元；所述第一金属片周期单元包括均匀设置的四个面积相等的第一方形金属片（第一方形金属片沿水平与垂直方向周期性排列，四个第一方形金属片分别位于第一金属片周期单元的四角），第一方形金属片的面积为1mm²~10mm²，相邻第一方形金属片之间的距离相等，且该距离小于第一方形金属片的尺寸（即，相邻第一方形金属片之间的距离小于第一方形金属片的长度和宽度）；

所述第二导电金属层包括一个以上的均匀设置的第二金属片周期单元，所述第二金属片周期单元沿水平与垂直方向周期性排列；所述第二金属片周期单元包括一个与第一方形金属片大小相等的第二方形金属片，第二方形金属片的四边与第二金属片周期单元的四边平行；

相邻第二方形金属片之间的距离与相邻第一方形金属片之间的距离相等；第一金属片周期单元与第二金属片周期单元的中心重合。

要利用单频选结构产生低通效果，频选周期结构的等效电路必须是并联电容结构，采用本结构能够产生上述等效电路，且其电容足够大，导致整个频选周期单元尺寸很小，可在保证等效电路并联电容足够大的同时，避免了频选材料的多阶谐振通带对频选特性的影响。

更进一步的方案是：所述第一方形金属片和第二方形金属片的面积为1mm²~5mm²,以更好的将频选材料的截止频率控制在0.3GHz~3GHz频段范围内。

更进一步的方案是：所述介质层由低损耗正切的介质材料构成，且厚度小于1mm；

频选材料的插入损耗是指频选材料对通带内电磁波的损耗大小，插入损耗产生的一个重要来源就是频选材料介质层损耗正切的大小，采用低损耗正切的介质层主要是为了减小整个频选材料的插入损耗；

由于本频选材料等效电路的电容是由位于介质层正反面金属片之间的面面耦合产生的，介质层厚度越小，同样尺寸下可产生的电容越大，可以保证频选材料周期单元结构足够小，更好的避免频选材料多阶谐波的影响。

更进一步的方案是：所述介质层为PCB板。

更进一步的方案是：所述第一蒙皮层、第二蒙皮层、第三蒙皮层和第四蒙皮层为厚度相同的玻璃钢蒙皮，且厚度小于1mm；所述第一泡沫层、第二泡沫层的厚度相同，且厚度为3mm～30mm；采用上述厚度既能实现力学支撑，又不影响整个天线罩的功能。

本发明还提供上述低损耗微单元低通频率选择表面天线罩的制作方法，包括如下步骤：

步骤一、在介质层的正面制作第一导电金属层，在介质层的反面制作第二导电金属层，完成频选层的制作；