[发明专利]一种三维带通频率选择结构及其制作方法

说明书

本发明涉及超材料频率选择技术应用领域，公开了一种三维带通频率选择结构及其制作方法，三维带通频率选择结构包括：周期分布的多个带通频率选择单元，每个带通频率选择单元均包括表面等离激元面板单元和长×宽×高为a×b×h的金属方孔蜂窝，表面等离激元面板单元沿高度方向与金属方孔蜂窝连接，表面等离激元面板单元穿过金属方孔蜂窝的中心点且与金属方孔蜂窝中长度为a的面板平行，这种三维带通频率选择结构在实现宽带滤波的同时改善了频率截止效果，并且具备良好的角度稳定性。通过引入金属方孔蜂窝，增强了频率选择结构的力学性能。

技术领域

本发明涉及超材料频率选择技术应用领域，特别涉及一种三维带通频率选择结构及其制作方法。

背景技术

频率选择结构在空间滤波器、天线罩体等设计中有着广泛的应用。对于传统的二维频率选择表面，想要获得带宽更宽、带内更平坦的滤波效果，通常采用多层结构级联的方式。随着超材料频率选择技术的深入发展，人们发现三维频率选择结构可通过控制电磁波的传播模式实现准椭圆滤波特性，从而改善滤波效果。但是，很多三维频率选择结构难以实现很好的频率截止效果，并且角度稳定性较差。

发明内容

本发明提供一种三维带通频率选择结构及其制作方法，可以解决现有技术中的上述问题。

本发明提供了一种三维带通频率选择结构及其制作方法，包括：周期分布的多个带通频率选择单元，每个带通频率选择单元均包括表面等离激元面板单元和长×宽×高为a×b×h的金属方孔蜂窝，表面等离激元面板单元沿高度方向与金属方孔蜂窝连接，表面等离激元面板单元穿过金属方孔蜂窝的中心点且与金属方孔蜂窝中长度为a的面板平行。

所述表面等离激元面板单元是在单面覆铜的聚四氟乙烯玻璃布板上，从中部自下而上均匀刻蚀出25条平行等距排列的金属线，聚四氟乙烯玻璃布板的厚度t为0.2mm，铜面的厚度为0.036mm，金属线的长w×宽w1为8mm×0.2mm，上下相邻两条金属线之间的间隔w2为0.2mm，金属线的总高度与金属方孔蜂窝的高度h相等。

所述金属方孔蜂窝由厚度d为0.5mm的304不锈钢制成，金属方孔蜂窝的内尺寸为：长a×宽b×高h为16mm×8mm×10mm。

所述金属方孔蜂窝中长度为b的面板上设有供表面等离激元面板单元插入的插槽。

三维带通频率选择结构的制作方法，包括以下步骤：

S1、准备多张高度为h厚度为d的第一金属面板，每张第一金属面板上每间隔长度a，从下边缘沿高度方向开设一条第一通槽，第一通槽的宽度为d，深度为h/2；

S2、准备多张高度为h厚度为d的第二金属面板，每张第二金属面板上每间隔长度b，从上边缘沿高度方向开设一条第二通槽，第二通槽的宽度为d，深度为h/2，在相邻两条第二通槽之间的b/2处，从上边缘沿高度方向开设一条第三通槽，第三通槽的宽度为t，深度为3h/5；

S3、准备多块高度为h的单面覆铜的聚四氟乙烯玻璃布板，聚四氟乙烯玻璃布板的厚度t为0.2mm，覆铜厚度为0.036mm，每块单面覆铜的聚四氟乙烯玻璃布板采用激光蚀刻，将其刻蚀成多组平行等距排列的金属线,即表面等离激元面板，金属线的长w和宽w1分别为8mm和0.2mm，上下相邻两条金属线之间的间隔w2为0.2mm，每组平行等距排列的金属线为25条，相邻两组平行等距排列的金属线之间的间距为a-w+d，在相邻两组平行等距排列的金属线之间的(a-w+d)/2处，从下边缘沿高度方向开设一条第四通槽，第四通槽的宽度为d，深度为2h/5；

S4、将多张第一金属面板上的多个第一通槽依次对应垂直插入多张第二金属面板上的多个第二通槽内，将多块表面等离激元面板上的多个第四通槽依次对应垂直插入第二金属面板上的多个第三通槽内。

还包括如下步骤：