頻率選擇表面的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種頻率選擇表面，屬于微波技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]頻率選擇表面(frequencyselective surface-FSS)，簡稱為 FSS，是一種多維的周期性結(jié)構(gòu)，這種選擇結(jié)構(gòu)對電磁波的透射和反射具有良好的選擇性，在其帶通范圍內(nèi)，電磁波可以順利通過FSS結(jié)構(gòu)，而在其帶阻范圍內(nèi)，電磁波則完全被反射回去，通過對周期性結(jié)構(gòu)的調(diào)整、設(shè)計(jì)，可以得到不同的帶通以及帶阻范圍。
[0003]從結(jié)構(gòu)上來說，F(xiàn)SS結(jié)構(gòu)是由若干個FSS單元通過不同的排列組合形成的一種周期性結(jié)構(gòu)，若電磁波的頻率與FSS單元的諧振頻率相同時，F(xiàn)SS即可呈現(xiàn)全透射或全反射特性，一般來說貼片型的FSS呈現(xiàn)全反射特性，孔徑型的FSS呈現(xiàn)全透射特性。
[0004]利用FSS的頻率選擇特性，可以設(shè)計(jì)出濾波器等微波元器件，且隨著材料科學(xué)技術(shù)與加工技藝的迅速發(fā)展，F(xiàn)SS的發(fā)展非常迅速，具有易于加工、體積小等優(yōu)點(diǎn)，引起了各方面的重視。但是，現(xiàn)有的FSS要么是體積大，不便于共形，要么就是吸波帶寬小，實(shí)用性不高。因此，研制一種吸波帶寬大、尺寸小的FSS具有重要意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種頻率選擇表面，解決現(xiàn)有的FSS體積大，不便于共形，吸波帶寬小，實(shí)用性不高的技術(shù)問題。
[0006]本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn):
[0007]一種頻率選擇表面，包括100個單元1、底板3，所述單元I排列成10行10列，每一行的單元I在水平方向?qū)R，每一列的單元I在垂直方向?qū)R，所述單元I為正方形薄片，邊長為5.8mm，厚度為0.1mm，在所述單元I的正中開有一正方形孔2，所述正方形孔2的邊長為4.2_，所述各單元I之間的間距為1.9_，所述單元I由相對介電常數(shù)為1，電導(dǎo)率為200s/m的材料制成，附著于絕緣材料制成的底板3上。
[0008]本發(fā)明的目的還可以通過以下技術(shù)措施來進(jìn)一步實(shí)現(xiàn):
[0009]前述頻率選擇表面，其中單元I的材質(zhì)是金屬；
[0010]前述頻率選擇表面，其中單元I的材質(zhì)是導(dǎo)電體涂層；
[0011]前述頻率選擇表面，其中單元I的材質(zhì)是半導(dǎo)體薄膜；
[0012]前述頻率選擇表面，其中單元I的材質(zhì)是納米薄膜；
[0013]前述頻率選擇表面，其中單元I的材質(zhì)是導(dǎo)電油墨涂層和慢干水。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
[0015]1.本發(fā)明的FSS結(jié)構(gòu)尺寸小，僅為60mm*60mm左右，便于和系統(tǒng)共形，便于安裝。
[0016]2.本發(fā)明的FSS結(jié)構(gòu)吸波范圍帶寬大，可在2-18GHZ的超寬帶范圍內(nèi)進(jìn)行吸波，反射系數(shù)小于_15dB，特別適合用于超寬帶天線領(lǐng)域。
[0017]3.本發(fā)明的FSS結(jié)構(gòu)用于天線吸波中，只需調(diào)整高度或方向即可對不同的天線進(jìn)行吸波，不影響原天線的性能，不破壞原天線的幾何結(jié)構(gòu)。
【附圖說明】
[0018]圖I為頻率選擇表面整體結(jié)構(gòu)圖；
[0019]圖2為頻率選擇表面單元結(jié)構(gòu)圖；
[0020]圖3為本發(fā)明頻率選擇表面輻射方向圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0022]FSS結(jié)構(gòu)的性能除了和FSS單元的尺寸、周期性排列方式有關(guān)外，還和本身選取的材質(zhì)有關(guān)。傳統(tǒng)的FSS材質(zhì)是金屬或?qū)щ婓w涂層，還可以使用半導(dǎo)體薄膜、納米薄膜作為FSS材質(zhì)，更新穎的可通過導(dǎo)電油墨涂層和慢干水來實(shí)現(xiàn)。但無論采用哪種材質(zhì)，都可以將這種材質(zhì)等效為一個具有特定相對介電常數(shù)和特定電導(dǎo)率的模型。
[0023]如圖I所示，是頻率選擇表面整體結(jié)構(gòu)圖。其包括100個單元I、底板3，所述單元I排列成10行10列，每一行的單元I在水平方向?qū)R，每一列的單元I在垂直方向?qū)R，所述單元I為正方形薄片，邊長LI為5. 8mm，厚度為O. 1mm，如圖2為頻率選擇表面單元結(jié)構(gòu)圖；在所述單元I的正中開有一正方形孔2，所述正方形孔2的邊長L2為4. 2mm，所述各單元I之間的間距L3為I. 9mm，所述單元I由相對介電常數(shù)為1，電導(dǎo)率為200s/m的材料制成，附著于絕緣材料制成的底板3上。本發(fā)明頻率選擇表面整體邊長尺寸L約60mm。
[0024]本發(fā)明FSS結(jié)構(gòu)適合于平面螺旋天線，安裝過程簡單，即FSS直接放置在天線下方，天線的中心處和FSS面的中心的連線和天線面垂直。
[0025]平面螺旋天線是雙向輻射的天線，即天線上方和下方均有輻射半球。通過安裝本發(fā)明的FSS，實(shí)現(xiàn)了天線的單向輻射特性。FSS到天線輻射面的下表面距離Hl，F(xiàn)SS面到下方等效接地板的距離H2，對于不同的天線，可以通過上下調(diào)整H1/H2距離，來獲得更好的吸波結(jié)果。如圖3給出了天線的輻射方向圖，本發(fā)明可在2-18GHZ的超寬帶范圍內(nèi)進(jìn)行吸波，圖3其中A、B、C、D分別是2GHz、8GHz、12GHz、16GHz時的輻射方向圖，平面螺旋天線是雙向輻射天線，而圖3所示輻射方向圖僅為半球，表明了本發(fā)明的FSS具有良好的吸波特性。
[0026]除上述實(shí)施例外，本發(fā)明還可以有其他實(shí)施方式，凡采用等同替換或等效變換形成的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種頻率選擇表面，其特征在于，包括100個單元(I)、底板(3)，所述單元(I)排列成10行10列，每一行的單元(I)在水平方向?qū)R，每一列的單元(I)在垂直方向?qū)R，所述單元(I)為正方形薄片，邊長為5.8mm，厚度為0.1mm，在所述單元(I)的正中開有一正方形孔(2)，所述正方形孔(2)的邊長為4.2mm，所述各單元(I)之間的間距為1.9mm，所述單元(I)由相對介電常數(shù)為1，電導(dǎo)率為200s/m的材料制成，附著于絕緣材料制成的底板(3)上。
2.如權(quán)利要求1所述的頻率選擇表面，其特征在于，所述單元(I)的材質(zhì)是金屬。
3.如權(quán)利要求1所述的頻率選擇表面，其特征在于，所述單元(I)的材質(zhì)是導(dǎo)電體涂層O
4.如權(quán)利要求1所述的頻率選擇表面，其特征在于，所述單元(I)的材質(zhì)是半導(dǎo)體薄膜。
5.如權(quán)利要求1所述的頻率選擇表面，其特征在于，所述單元(I)的材質(zhì)是納米薄膜。
6.如權(quán)利要求1所述的頻率選擇表面，其特征在于，所述單元(I)的材質(zhì)是導(dǎo)電油墨涂層和慢干水。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種頻率選擇表面，包括100個單元、底板，所述單元排列成10行10列，每一行的單元在水平方向?qū)R，每一列的單元在垂直方向?qū)R，所述單元為正方形薄片，邊長為5.8mm，厚度為0.1mm，在所述單元的正中開有一正方形孔，所述正方形孔的邊長為4.2mm，所述各單元之間的間距為1.9mm，所述單元由相對介電常數(shù)為1，電導(dǎo)率為200s/m的材料制成，附著于絕緣材料制成的底板上。本發(fā)明尺寸小，便于和系統(tǒng)共形，便于安裝。本發(fā)明的FSS結(jié)構(gòu)吸波范圍帶寬大，可在2-18GHz的超寬帶范圍內(nèi)進(jìn)行吸波，反射系數(shù)小于-15dB，特別適合用于超寬帶天線領(lǐng)域。
【IPC分類】H01Q1-42, H01P1-20
【公開號】CN104767012
【申請?zhí)枴緾N201510200529
【發(fā)明人】田雨波, 劉 東, 陳風(fēng)
【申請人】江蘇科技大學(xué)
【公開日】2015年7月8日
【申請日】2015年4月24日