[发明专利]一种具有正反射梯度相位的频率选择表面单元及选择表面

说明书

本发明一种具有正反射梯度相位的频率选择表面单元，包括设置在顶层的介质基板；介质基板下层间隔一定距离耦合连接有双层单元板；双层单元板包括第一单元板和第二单元板；第一单元板设置在第二单元板的上层；单一单元板表面上设置有金属矩形贴片与环状栅格；金属矩形贴片设置在环状栅格的内部；第二单元板表面设置有十字型金属贴片，本发明采用简单结构的FSS层与介质层的级联结构，使得覆层结构能够在更宽的频率范围内具有正梯度反射相位，从而保证Fabry‑Pérot谐振腔天线在提高增益的同时保证具有宽频带特性。

技术领域

本发明属于天线领域，涉及一种具有正反射梯度相位的频率选择表面单元及选择表面。

背景技术

宽频带高增益天线在卫星通信、远程控制和导航等无线通信领域中有着极其重要的作用。通常，天线增益的提高可通过天线结构优化或天线阵列结构设计两种方法实现。然而，应用上述方法改善天线增益的同时往往会引起天线结构复杂、加工成本提高、天线间互耦增强、馈电网络设计困难等问题。Fabry-Pérot(简称F-P)谐振腔天线是一种高增益、高定向性天线，能够避免传统高增益天线的结构复杂、尺寸大、成本高等缺点，并可以克服阵列天线间互耦大、馈电复杂的问题，是天线高增益设计的有效方案。然而，传统F-P谐振腔天线的工作带宽相对较窄，在实际应用中存在较大的局限，难以满足宽频带通信对高增益天线的需求。

通过合理设计F-P谐振腔天线的覆层结构，在提高天线增益的同时可以有效改善F-P谐振腔天线的增益带宽。目前，高增益F-P谐振腔天线覆层多采用单层覆层，这种覆层虽然能提高天线的增益，但往往导致天线带宽(尤其是增益带宽)变窄；或者是虽然拓展了天线带宽，但是效果不明显，仍然限制了天线的应用。

为提高天线增益，可以选择将超表面覆层置于天线上方构成F-P谐振腔结构，但这会影响天线的带宽，导致天线的频带变窄；另一方面，目前超表面的设计结构较为复杂且会与天线产生耦合效应，这将会影响其在实际的应用。

发明内容

为了解决为提高天线增益，可以选择将超表面覆层置于天线上方构成F-P谐振腔结构，但这会影响天线的带宽，导致天线的频带变窄；另一方面，目前超表面的设计结构较为复杂且会与天线产生耦合效应，这将会影响其在实际的应用，本发明提供本发明采用的技术方案是：一种具有正反射梯度相位的频率选择表面单元，包括设置在顶层的介质基板；

所述介质基板下层间隔一定距离耦合连接有双层单元板；

所述双层单元板包括第一单元板和第二单元板；

所述第一单元板和第二单元板间隔一定的距离I；

所述第一单元板设置在所述第二单元板的上层；

所述第二单元板的上表面设置有金属矩形贴片与环状栅格；

所述金属矩形贴片设置在所述环状栅格的内部；

所述第二单元板的下表面设置有十字型金属贴片。

进一步地：所述金属矩形贴片、十字型金属贴片、环状栅格均采用材料铜。

进一步地：所述金属矩形贴片与所述第一单元板的边框间隔一定距离II。

所述距离II距离I；

进一步地：所述介质基板、双层单元板均为正方形。

进一步地：所述环状栅格、所述金属矩形贴片采用正方形。

进一步地：所述介质基板与所述双层单元板的四角通过尼龙柱连接。

一种具有正反射梯度相位的频率选择表面，包括多个所述的频率选择表面单元。