[发明专利]一种具有高透过率的可重构吸波与透波一体化FSS

说明书

本发明提供一种具有高透过率的可重构吸波与透波一体化FSS。技术方案是：包括周期性设置的FSS单元；每个FSS单元包括三层结构。其中，第一层为阻抗表面层(1)，第二层为空气夹层(2)，第三层为带通FSS层(3)。阻抗表面层(1)包括介质板(4)和等效并联LC谐振结构(10)，等效并联LC谐振结构(10)的两端各通过一个电阻(7)与一个金属条臂(6)相连；两个金属条臂(6)的另一端各通过一个电感(13)与一个金属条带(12)电连接。第三层即带通FSS层。本发明不仅可以实现透波带可重构，并且在透波带内具有高透过率特性。

技术领域

本发明属于电磁周期结构技术领域，涉及一种具有高透过率的可重构吸波与透波一体化FSS(Frequency Selective Surface，频率选择表面)。

背景技术

FSS通常是由大量无源谐振单元组成的二维周期阵列结构，是一种能够实现空间电磁波调控的有效手段。已经被广泛地被应用于雷达和通信系统中。具有高透过率的FSS可以被用作天线罩等领域，具有低反射率的FSS可以应用于天线隐身等领域。所以设计具有各种不同特性的FSS是微波领域的一个重要研究和发展方向。同时具有强的吸波特性(即低反射率)和强的透波特性(即高透过率)的FSS，即吸波与透波一体化FSS通常被应用于隐身天线罩的设计，近年来吸引了众多学者的关注。

与此同时，随着捷变频雷达和通信系统的发展，吸波与透波一体化FSS天线罩的透波带也需要随着天线系统工作频率的捷变而调节，即要求吸波与透波一体化FSS的透波带具有可重构特性。因此，具有可重构特性的吸波与透波一体化FSS天线罩也被学者提出来。如参考文献一(L.Wu,S.Zhong,J.Huang and T.Liu,Broadband Frequency-SelectiveRasorber With Varactor-Tunable Interabsorption Band Transmission Window,inIEEE Transactions on Antennas and Propagation,vol.67,no.9,pp.6039-6050,Sept.2019.)公开了一种的可重构吸波与透波一体化FSS，该吸波与透波一体化FSS的透波带损耗大于3.3dB，透过率小于50％。参考文献二(Y.Wang,S.Qi,Z.Shen,and W.Wu,Tunable Frequency-Selective Rasorber Based on Varactor-Embedded Square-LoopArray,IEEE Access,vol.7,pp.115552-115559,2019-01-012019.)也公开了一种可重构吸波与透波一体化FSS，该可重构吸波与透波一体化FSS的透波带损耗为2.5dB，透过率也小于50％。在实际的工程应用中，可重构的吸波与透波一体化FSS的透波带损耗期望小于1dB，透过率大于80％。因此，本发明提出一种具有高透过率特性的可重构吸波与透波一体化FSS，透波带损耗小于1dB，透过率大于80％，满足实际工程的需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有高透过率特性的可重构吸波与透波一体化FSS，这种FSS的特点是吸波与透波一体化FSS的可重构透波带具有高透过率特性。

本发明的技术方案是：一种具有高透过率的可重构吸波与透波一体化FSS，包括周期性设置的FSS单元，每个FSS单元均相同；

每个FSS单元包括三层结构，分别为：第一层(1)、第二层(2)和第三层(3)。

其中，第一层为阻抗表面层(1)，第二层为空气夹层(2)，第三层为带通FSS层(3)。其中，阻抗表面层(1)包括介质板(4)，等效并联LC谐振结构(10)位于介质板(4)的中心，等效并联LC谐振结构(10)的两端各通过一个电阻(7)与一个金属条臂(6)相连；两个金属条臂(6)的另一端各通过一个电感(13)与一个金属条带(12)电连接。等效并联LC谐振结构(10)、电阻(7)与金属条臂(6)排列形成的中轴线与两个金属条带(12)分别垂直。