[发明专利]基于双层周期性结构的窄带微波滤波器

说明书

本发明提出基于双层周期性结构的窄带微波滤波器，所述滤波器包括双层周期性结构；所述双层周期性结构包括具有第一频率选择表面的第一FSS层、具有第二频率选择表面的第二FSS层；所述第一FSS层与第二FSS层之间以支撑结构分隔出隔离间隙；第一频率选择表面处均匀分布小尺寸十字型孔隙单元；第二频率选择表面处均匀分布大尺寸十字型孔隙单元；本发明能克服单层FSS结构滤波的缺点，具有窄滤波，更好的高频带外抑制特性。

技术领域

本发明涉及微波技术领域，尤其是基于双层周期性结构的窄带微波滤波器。

背景技术

频率选择表面（Frequency Selective Surface，FSS），是指周期性排列的金属谐振贴片或金属表面谐振孔隙单元，具有优良的选频特性。其原理在于当某一频率的电磁波入射到周期性结构时发生谐振，该入射电磁波将被反射（贴片型）或透射（孔隙型）。通过设计贴片或孔隙单元的结构、周期和排列方式，可以得到预期的带阻或带通特性。

单层带通型FSS一般采用圆形、十字型、Y型等孔隙结构。然而这种滤波器带宽较宽，且高频带外抑制差的特点。本专利公开一种双层FSS结构，克服单层FSS结构滤波的缺点，具有窄滤波，更好的高频带外抑制特性。它不仅可用于传统微波波段，也可用于太赫兹（远红外）波段。

发明内容

本发明提出基于双层周期性结构的窄带微波滤波器，能克服单层FSS结构滤波的缺点，具有窄滤波，更好的高频带外抑制特性。

本发明采用以下技术方案。

基于双层周期性结构的窄带微波滤波器，所述滤波器包括双层周期性结构；所述双层周期性结构包括具有第一频率选择表面的第一FSS层（1）、具有第二频率选择表面的第二FSS层（2）；所述第一FSS层与第二FSS层之间以支撑结构（3）分隔出隔离间隙；第一频率选择表面处均匀分布小尺寸十字型孔隙单元（4）；第二频率选择表面处均匀分布大尺寸十字型孔隙单元（5）。

所述第一FSS层与第二FSS层相互平行，所述支撑结构以绝缘材料成型。

所述大尺寸十字型孔隙单元、小尺寸十字型孔隙单元的主体均为一十字臂孔隙；所述大尺寸十字型孔隙单元的十字臂孔隙的长为L2，臂宽为W2；所述小尺寸十字型孔隙单元的十字臂孔隙的长为L1，臂宽为W1；所述L2＝2L1；所述W2＝W1。

所述双层周期性结构的第一FSS层与第二FSS层中，其中一层单个周期为另一层单个周期的一半，且两层的几何中心对齐。

所述双层周期性结构的谐振频率，位于第一FSS层的谐振频率与第二FSS层的谐振频率之间。

所述大尺寸十字型孔隙单元、小尺寸十字型孔隙单元的十字臂孔隙均为十字孔隙在水平方向上旋转45°成型。

所述第一频率选择表面、第二频率选择表面均以金属导电材料成型。

所述第一频率选择表面处的小尺寸十字型孔隙单元呈正方形排列；所述第二频率选择表面处的大尺寸十字型孔隙单元呈正方形排列。

当第一FSS层固定于第二FSS层上方时，需使第二频率选择表面处的大尺寸十字型孔隙单元的中心，位于第一频率选择表面处的四个小尺寸十字型孔隙单元排列形成的正方形中心的上方。

所述滤波器可通过更改隔离间隙的大小来对双层周期性结构的谐振频率进行调谐。

本发明具有以下有益效果：

（1）双层周期性结构的窄带微波滤波器，采用金属材料，每层厚度为1mm，在保证高滤波性能的前提下，整体质量较轻，易于加工，适用于各种环境下应用。

（2）双层周期性结构的窄带微波滤波器，具有带宽窄、带外抑制好、插入损耗低（高透射）的特点。

附图说明