[发明专利]具有紧密间隔频率响应特性的双频FSS及其单元结构

说明书

本发明公开了一种具有紧密间隔频率响应特性的双频FSS及其单元结构，所述单元结构包括金属层和介质基板，所述金属层设置在所述介质基板上；所述金属层包括弓字型环状金属贴片和方环型金属贴片，其中，所述方环型金属贴片围绕在所述弓字型环状金属贴片的外周，且所述方环型金属贴片的中心与所述弓字型环状金属贴片的中心重合；所述弓字型环状金属贴片由多个弓字型金属单元首尾连接，形成中心对称的环状结构。所述双频FSS包括M×N个周期性排布的所述单元结构。该双频FSS具有双频段带阻特性，可以实现在‑10dB深度下频段5.59‑6.51GHz和7.43‑9.61GHz上的带阻效果，具有优异的极化稳定性和角度稳定性，且尺寸很小，满足器件小型化需求。

技术领域

本发明属于电磁场与微波技术领域，具体涉及一种具有紧密间隔频率响应特性的双频FSS及其单元结构。

背景技术

频率选择表面(Frequency Selective Surface，FSS)是由大量无源谐振单元组成的单屏或多屏周期性阵列结构，能有效地控制电磁波的反射和传输，当电磁波入射到频率选择表面上时，表现出带通或者带阻的特性。频率选择表面实质上是一种空间滤波器。FSS的结构主要是由介质基底以及覆盖在介质表面的金属阵列构成，介质基底主要起到一个支撑作用，用来增强整个FSS结构的机械强度，而金属阵列通过与电磁波的感应使得整个结构对电磁波产生特定的选择透过性。FSS由于其独特的特性具有很强的研究价值，在军事工业上具有很好的应用前景，尤其是在隐身技术的研究方面。在实际工程应用中也得到了巨大发展，可应用于滤波器、耦合器、天线、极化鉴定器等方面。

随着电子通信和无线通信设备的发展，多频系统的设计变得越来越重要，对具有多波段性能的FSS的需求也越来越大。在实际应用中，多频带FSS用于需要多个独立传输频带的场合。在多频段FSS设计中，谐振响应间隔是一个重要的参数。现有的多频系统，谐振响应间隔过大，不能满足FSS在实际应用中的需求；且现有的多频FSS结构单元尺寸较大，不满足如今追求小型化结构的趋势和需求。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种具有紧密间隔频率响应特性的双频FSS及其单元结构。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

本发明的一个方面提供了一种具有紧密间隔频率响应特性的双频FFS单元结构，包括金属层和介质基板，所述金属层设置在所述介质基板上；

所述金属层包括弓字型环状金属贴片和方环型金属贴片，其中，所述方环型金属贴片围绕在所述弓字型环状金属贴片的外周，且所述方环型金属贴片的中心与所述弓字型环状金属贴片的中心重合；

所述弓字型环状金属贴片由多个弓字型金属单元首尾连接，形成中心对称的环状结构。

在本发明的一个实施例中，所述方环型金属贴片为正方形环。

在本发明的一个实施例中，所述弓字型环状金属贴片由结构和尺寸均相同的八个弓字型金属单元首尾连接形成，其中，每个所述弓字型金属单元在靠近所述方环型金属贴片的一侧包括四个凸出部。

在本发明的一个实施例中，相邻所述弓字型金属单元之间的夹角为45°。

在本发明的一个实施例中，所述金属层由铜金属制成，所述介质基板由相对介电常数为4.4、电切损耗为0.02的耐热材料制成。

在本发明的一个实施例中，所述介质基板的上表面为正方形结构，边长为8mm。

在本发明的一个实施例中，所述方环型金属贴片的四条边分别与所述介质基板的对应边平行。

在本发明的一个实施例中，所述方环型金属贴片的边长为7mm，贴片宽度为0.1mm。

在本发明的一个实施例中，所述弓字型金属单元的贴片宽度为0.1mm，相邻所述凸出部之间的间距为0.1mm。