[发明专利]一种具有独立可开关特性的双频带通型频率选择表面

说明书

本发明的目的在于提供一种具有独立可开关特性的双频带通型频率选择表面，属于频率选择表面技术领域。该频率选择表面为多层PCB结构，包括两层矩形贴片、两层介质层和一层金属地板；该频率选择表面基于矩形贴片的主模TM010及其第一高次模TM100实现了双频响应；同时，在两层矩形贴片上分别加载PIN二极管，通过直流偏置信号对两层上的加载二极管分别控制，从而实现对两个工作频率的独立可开关控制。并且，FSS单元为对称结构，可选通任意线极化入射的电磁波，具有较强的实用性。

技术领域

本发明属于频率选择表面技术领域，具体涉及一种具有独立可开关特性的双频带通型频率选择表面。

背景技术

频率选择表面(Frequency Selective Surface，FSS)作为一种常见空间滤波器，可有效地选通或屏蔽特定频率的电磁波，在无线通信、军事隐身及电磁兼容等领域均有广泛的应用。为拓展其功能性，不同种类的FSS得到了发展和研究，如宽带FSS，双频FSS及多频FSS等。相较于宽带FSS，双频或多频FSS具有更多的灵活性，不同于前者覆盖整个工作带宽，后者可实现多个通带或阻带。但是，由于材料单元的尺寸限制，多频FSS较难实现，且其工作性能大多较差，因此，在实际应用中，双频FSS是一种较佳的FSS形式。

尽管双频FSS具有较强的实用性，但是现有报道的双频FSS大多为不可重构型FSS，具有一定的局限性。因此，在不可重构双频FSS的基础上，发展实现可重构特性具有较大的研究价值。具体来说，对于FSS，可重构特性一般可分为可开关和可调谐两种。可开关特性指FSS的通带可开关，在其处于打开状态时，可选通电磁波；而其关断时，反射电磁波；可调谐特性是指FSS的工作频率可以在一定范围内实现变化。Saptarshi Ghosh等人(SaptarshiGhosh and Kumar Vaibhav Srivastava,“A dual-band tunable frequency selectivesurface with indepe ndent wideband tuning,”IEEE Antennas and WirelessPropagation Letters,vol.19,no.10,pp.1808-1812,October 2020)研究了一种基于变容二极管的独立可调谐的双频带阻型FSS，其通过在FSS中加载变容管，以实现对工作频率的调谐，同时，两个工作频率对应的二极管各自独立偏置，从而实现频率的独立可调谐。但是，该FSS的频率响应为带阻型，而非带通型。Henry Fabian-Gongora等人(Henry Fabian-Gongora,Alexander E.Martynyuk,Jorge Rod riguez-Cuevas,and Jose I.Martinez-Lopez,“Active dual-band frequency selective surfaces with close band spacingbased on switchable ring slots,”IEEE Microwave and Wireless ComponentsLetters,vol.25,no.9,pp.606–608,September 2015.)报道了一种双频可开关FSS，该FSS由PIN二极管实现可开关特性。但是，该FSS在开关过程中，两个通带存在相互影响；且FSS为单极化设计，即其对入射电磁波的极化方向敏感，较难应用于实际场景。

因此，设计实现具有独立开关特性且极化不敏感的双频带通型FSS就成为了研究重点。

发明内容

针对背景技术所存在的问题，本发明的目的在于提供一种具有独立可开关特性的双频带通型频率选择表面。该FSS为多层PCB结构，包括两层矩形贴片和一层金属地板。该频率选择表面基于矩形贴片的主模TM010及其第一高次模TM100实现了双频响应；并且在两层矩形贴片上分别加载PIN二极管，通过直流偏置信号对两层上的加载二极管分别控制，从而实现对两个工作频率的独立可开关控制，同时，FSS单元为对称结构，可选通任意线极化入射的电磁波，具有较强的实用性。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：