[发明专利]一种基于PIN二极管的X波段超宽带电控有源频率选择表面及其加工测试方法

说明书

本发明公开了一种基于PIN二极管的X波段超宽带电控有源频率选择表面及其加工测试方法。所述3层金属板单元和2层介质板单元间隔设置，中间层金属板单元的中心设置圆形缝隙，上层金属板单元贴合上层介质板单元，底层金属板单元贴合下层介质板单元，所述上层金属板单元的横向设置贴片缝隙，所述上层金属板单元的竖向设置交指电容缝隙，所述上层金属板单元的中心设置方形缝隙；所述上层金属板单元与底层金属板单元结构相同，所述底层金属板单元相对于上层金属板单元旋转90度；所述贴片缝隙上垂直设置PIN二极管。能够根据天线系统的工作状态实时调整自身性能。

技术领域

本发明属于雷达领域；具体涉及一种基于PIN二极管的X波段超宽带电控有源频率选择表面及其加工测试方法。

背景技术

随着我国军事、工业、通信等领域技术的不断发展，以传统无源频率选择表面(Frequency Selective Surface，FSS)为材料的天线罩由于其功能单一、工作状态不可调，已经无法适应灵活多变的各种应用场景。相比于本发明中设计的电控有源频率选择表面(Active Frequency Selective Surface，AFSS)，传统无源频率选择表面方案的缺陷如下：(1)工作状态固定，功能单一；(2)透射带宽窄，无法满足超宽带应用；(3)斜入射稳定性差，无法保证大角度斜入射下的正常工作；(4)极化稳定性差，无法实现双极化工作。

发明内容

本发明提供了一种基于PIN二极管的X波段超宽带电控有源频率选择表面及其加工测试方法，能够根据天线系统的工作状态实时调整自身性能，当天线系统工作时，保持透射状态，允许我方频段电磁波正常出入；当天线系统关闭时，保持屏蔽状态，禁止敌方和干扰电磁波进入，以保证通信系统正常工作。

本发明通过以下技术方案实现：

一种基于PIN二极管的X波段超宽带电控有源频率选择表面，所述电控有源频率选择表面单元包括3层金属板单元和2层介质板单元，所述3层金属板单元和2层介质板单元间隔设置，中间层金属板单元的中心设置圆形缝隙，上层金属板单元贴合上层介质板单元，底层金属板单元贴合下层介质板单元，所述上层金属板单元的横向设置贴片缝隙，所述上层金属板单元的竖向设置交指电容缝隙，所述上层金属板单元的中心设置方形缝隙；

所述上层金属板单元与底层金属板单元结构相同，所述底层金属板单元相对于上层金属板单元旋转90度；

所述贴片缝隙上垂直设置PIN二极管。

进一步的，所述金属板单元长度与宽度相等，所述金属板单元长度a为6.0mm，所述贴片缝隙宽度g₁为0.15mm，所述贴片缝隙宽度边缘到金属板单元边缘的长度a₂/2为5.85/2mm，所述方形缝隙宽度为交指电容的指长w+g₁＝0.6+0.15＝0.75mm，所述方形缝隙宽度边缘到金属板单元边缘的长度a₁/2为5.3/2mm，无交指电容的贴片宽度a₃为1.13mm，

所述交指电容缝隙为U型与n型连通，所述交指电容缝隙横向宽度g₂为0.1mm，所述交指电容缝隙纵向宽度s₂为0.1mm，所述交指电容的指宽s₁为0.1mm，交指电容的指长w为0.6mm。

进一步的，所述圆形缝隙的直径是2*r。

进一步的，所述上层介质板单元与下层介质板单元的厚度h均为0.508mm。

一种基于PIN二极管的X波段超宽带电控有源频率选择表面的加工方法，所述加工方法包括以下步骤：

步骤1：将电控有源频率选择表面单元按照实际需要进行排列组合后进行加工，组合后的整个结构的上边缘和下边缘分别焊接射频电感和直流馈线；

步骤2：每两个电控有源频率选择表面单元之间沿竖向焊接一个PIN二极管；