CN101702469A - X、Ku波段透射Ka波段反射四频点频率选择表面设计方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及X、Ku波段透射Ka波段反射四频点频率选择表面设计方法，该使用该设计方法设计的频率选择表面，采用双侧金属圆环表贴结构实现频率选择表面的四波段频率选择特性，具有大角度、不同极化的透射系数和反射系数的稳定性和相位的一致性。采用非关心频段谐振的方式，保证了相位不会在关心频带中发生突变，提高了频率选择表面的稳定性，还降低了热损耗。将圆环先粘贴在介质上，再将介质和支撑层相互粘接，解决了频率选择表面的机械强度问题。本发明不仅很好地实现了四频段圆极化和线极化的频率分离，同时具备较在大角度入射情况下的稳定的透射系数和反射系数，该使用该设计方法设计的频率选择表面，可作为卫星通信天线的副反射面。

Description

X、Ku波段透射Ka波段反射四频点频率选择表面设计方法

技术领域

本发明涉及一款X、Ku波段透射Ka波段反射四频点频率选择表面设计方法。通过该方法设计的频率选择表面可应用于作为卫星通信天线的副反射面。

背景技术

多频段圆极化在卫星通信中广泛使用。随着卫星通信技术在社会各个领域的广泛应用，人们对多频段复用的通信系统更加关注，频率选择表面是多频段复用系统中的重要组成部分，从而对频率选择表面的性能提出了更高的要求：

1、多频点工作。本频率选择表面可以工作在X、Ku、Ka(20GHz-21GHz)和Ka(30GHz-31GHz)四个频段下工作。

X频段：   带宽约：1.5GHz

Ku频段：  带宽约：1GHz

Ka1频段： 带宽约：1GHz

Ka2频段： 带宽约：1GHz

传输损耗：(在垂直入射时的损耗)

X频段：   圆极化损耗约0.5dB

Ku频段：  线极化损耗约1.0dB

反射损耗：(入射角分别在0°、10°、20°、30°)

Ka1频段： 圆极化损耗约1.2dB

Ka2频段： 圆极化损耗约1.0dB

2、在大角度入射的性能。频率选择表面在进行频率分离的时候，要适用于入射波在大角度入射的情况下有稳定的透射系数和反射系数。具体说来，就是在入射角度从0度到30度的变化的情况下，透射系数和反射系数满足系统要求。

3、对于不同极化的稳定性。不同频段的入射波有圆极化和线极化，频率选择表面对于不同极化的电磁波有稳定的谐振和稳定的透射系数和反射系数，同时，对TE波和TM波有稳定的相位延迟。

本发明结果表明，该频率选择表面在要求的工作频点上具备良好的稳定的透射系数和反射系数以及较低的热损耗，可用于卫星通信天线的副反射面。

发明内容：

本发明所涉及的X、Ku波段透射Ka波段反射四频点频率选择表面设计方法，可以用于设计是工作在多频点、圆极化、大角度入射的情况下频率选择表面，。本发明采用以下技术方案：

使用非关系谐振法，拓宽频带，减少不同极化和不同入射角度对频率选择表面的性能的影响，使用低介电常数的介质，提高频率选择表面在透射频带的性能。

附图说明

图1(a)为频率选择表面结构和单元结构正视图

图1(b)为频率选择表面结构和单元结构侧视图

图1(c)为频率选择表面结构和单元结构后视图

图1(d)为频率选择表面结构和单元结构立体图

图2为频率选择表面在正入射时垂直极化和平行极化的插入损耗

图3为频率选择表面在不同角度垂直极化和平行极化的激励下的插入损耗

图4为频率选择表面在不同入射角情况下的交叉极化

图5为频率选择表面在不同入射角情况下的热损耗

具体实施方法

1选择合适的谐振形状，以保证一定带宽和加工复杂度低为目标。

2根据要求的频段，设计合适的谐振频率，由于四频段频率选择表面的有两个反射通带，在反射时，根据反射机理会产生较大的面电流，为了规避这一现象，选择两个反射频带的中点作为主谐振频率，完成金属贴片的设计。

3根据带宽和插入损耗的要求，调整介质的厚度，一面满足电学特性，一面兼顾机械特点。

4验证四频段频率选择表面在四个关心频带的特性。

Claims (3)

1.一种X、Ku波段透射Ka波段反射四频点频率选择表面设计方法，其特征在于，频率选择表面上下两面均表贴同样大小的圆环，为了表贴金属环，频率选择表面使用了将金属环先粘贴在介质层上再粘接在支撑层上的方式。

2.根据权利要求1所述的X、Ku波段透射Ka波段反射四频点频率选择表面设计方法，其特征为选用的谐振单元为大小一致的金属环，采用非关心频段谐振方法，提高频率选择表面的性能，减少了由于谐振造成了相位突变和表面热损耗。

3.根据权利要求1所述的X、Ku波段透射Ka波段反射四频点频率选择表面设计方法，其特征为选用的介质厚度满足谐振频率波长的0.45倍至0.55倍之间。

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