[发明专利]一种适用于天线罩的超宽带频率选择表面

说明书

本发明提出一种适用于天线罩的超宽带频率选择表面，用于解决现有超宽带频率选择表面存在的工作频段过高和边缘陡降特性差的技术问题，包括自上而下依次层叠的上层第一介质板、上层第二介质板、第一泡沫夹层、中层介质板、第二泡沫夹层、下层第一介质板和下层第二介质板，所述上层第二介质板的上表面中心位置印制有第一圆环贴片，所述中层介质板的上表面中心位置印制有由四个金属折线组成的曲折线贴片，所述四个金属折线呈90度旋转对称排布，且在对称点处相连，所述下层第二介质板的上表面中心位置印制有第二圆环贴片。本发明实现了低频超宽传输性能和边缘陡降特性，可应用于通信系统、雷达和飞行器等平台的天线罩设计中。

技术领域

本发明属于微波技术领域，涉及一种适用于天线罩的超宽带频率选择表面，可应用于通信系统、雷达和飞行器等平台的天线罩设计中。

背景技术

频率选择表面是一种能够对电磁波进行反射或者透射的二维周期性表面，它本身并不吸收能量，却能够有效地控制电磁波的反射和透射性能。频率选择表面按照对电磁波的频率响应特性可以分为两类：一类是带阻型频率选择表面，其对阻带内的电磁波呈现出全反射特性；另一类是带通型频率选择表面，其对通带内的电磁波呈现出全透射特性。由于这种独特的空间滤波特性，频率选择表面在工程领域具有很大的应用价值，其中一个重要应用方向就是天线罩。

随着现代电子技术的发展，各种电子设备过度使用，周围环境充斥着大量电磁福射，正常的通信设备也受到日益恶化的电磁环境影响。现代通信、雷达和飞行器等系统中，常常希望处于天线工作频带内的电磁波能顺利透过频率选择表面天线罩，本地天线从而可以正常工作，而对处于天线工作频带之外的电磁波具有一定的抑制，使其无法进入天线罩内部，即具备抗干扰能力。在这些系统中，为了保证天线的正常工作，要求频率选择表面天线罩在天线工作频带内保持透明，具有带内插入损耗小，稳定性好等特性；在天线工作频带之外要求具有良好的反射特性，降低杂波对天线的干扰。为了尽可能减小带外杂波对天线的影响，频率选择表面天线罩带内和带外的过渡带宽应该尽可能的窄，这就要求频率选择表面天线罩具有良好的边缘陡降特性。

在现有的研究中，对超宽带频率选择表面传输性能的研究绝大多数集中在X波段及以上波段，对于S、L波段及其以下波段，频率选择表面的研究绝大多数考察的是工作频率范围内频率选择表面对电磁波的透射能力，传输带宽十分有限。另外，现有的超宽带频率选择表面中，实现了优秀的边缘陡降特性的设计也十分罕见。如何设计具有低频超宽传输性能兼具优秀边缘陡降特性的频率选择表面是一个亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术存在的缺点，提供了一种适用于天线罩的超宽带频率选择表面，用于解决现有超宽带频率选择表面存在的工作频段过高和边缘陡降特性差的技术问题。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种适用于天线罩的超宽带频率选择表面，包括M×N个周期排列的无源谐振单元，其中M≥3，N≥3，所述无源谐振单元包括自上而下依次层叠的上层第一介质板1、上层第二介质板3、第一泡沫夹层4、中层介质板6、第二泡沫夹层7、下层第一介质板8和下层第二介质板10，所述上层第二介质板3的上表面中心位置印制有第一圆环贴片2，所述中层介质板6的上表面中心位置印制有由四个金属折线51组成的曲折线贴片5，所述四个金属折线51呈90度旋转对称排布，且在对称点处相连，所述下层第二介质板10的上表面中心位置印制有第二圆环贴片9。

上述一种适用于天线罩的超宽带频率选择表面，所述上层第一介质板1、上层第二介质板3、中层介质板6、下层第一介质板8和下层第二介质板10，采用规格和介电常数均相同的正方形板材，其厚度H1＝0.3mm～0.5mm，边长D＝14.8～15.5mm，介电常数为2～2.6。

上述一种适用于天线罩的超宽带频率选择表面，所述第一泡沫夹层4和第二泡沫夹层7，采用规格和介电常数均相同的长方体轻质高强度泡沫材料，其横截面形状为边长尺寸与所述的五个介质板相等的正方形，高度H2＝8.5～9.5mm，介电常数为1.1。