CN103401049A

CN103401049A - 一种极化性能稳定的厚屏频率选择表面滤波器

Info

Publication number: CN103401049A
Application number: CN2013103414199A
Authority: CN
Inventors: 方春易; 高劲松
Original assignee: Changchun Institute of Optics Fine Mechanics and Physics of CAS
Current assignee: Changchun Institute of Optics Fine Mechanics and Physics of CAS
Priority date: 2013-08-07
Filing date: 2013-08-07
Publication date: 2013-11-20

Abstract

本发明涉及一种极化性能稳定的厚屏频率选择表面滤波器，属于微波技术领域，具体涉及一种极化性能稳定的厚屏频率选择表面滤波器。要解决的技术问题：提供一种极化性能稳定的厚屏频率选择表面滤波器。技术方案包括基底金属屏、层合介质、Y孔单元、填充介质；其中在基底金属屏上，Y孔单元先后顺时针旋转90°依次得出四个正方形排列的旋转式Y孔组合单元；以该组合单元为阵列源得出具有若干个等周期分布的旋转式Y孔组合单元的基底金属屏；然后在所有Y孔单元的内部放置填充介质；最后以基底金属屏为安装基准，将层合介质热压胶合到基底金属屏一端的侧面上。

Description

一种极化性能稳定的厚屏频率选择表面滤波器

技术领域

本发明涉及微波技术领域，具体涉及一种极化性能稳定的厚屏频率选择表面滤波器。

背景技术

频率选择表面(Frequency Selective Surface,FSS)是由周期性排布的金属贴片单元或金属屏上周期性排列的开孔单元构成的一种二维周期阵列结构，它能使电磁波在谐振频率处发生全反射或全透射，因此它是一种对电磁波频率有选择作用的空间滤波器。

FSS空间滤波器在微波领域具有广泛的应用，例如：采用FSS技术制备混合雷达罩，可降低飞行兵器制导天线的带外雷达散射截面，从而增强其突防能力；利用FSS滤波特性制备卡赛格伦天线的二色性副反射面，能够实现两个不同频率的馈源共用同一个反射面，从而节省系统空间；利用FSS制备的电磁屏蔽室，可实现在特定频段内的电磁波传输以及屏蔽其他频段的干扰信号。

FSS滤波器频率响应特性的主要技术指标包括：中心频率、透过率以及传输带宽等参数。这些参数取决于FSS谐振单元的形状和排布方式、匹配介质的电性能以及入射电磁波的极化方式等。

在实际工程的应用中，大多情况下入射电磁波的极化方式是可变的，有时呈垂直极化，即TE极化波；有时呈水平极化，即TM极化波；有时呈现交叉极化，即TEM极化波。不同极化波对FSS滤波器频响特性的影响较大，现有的FSS滤波器普遍存在的共性缺点是不同极化波会造成其中心频率漂移、透过率下降以及传输带宽变窄等变化。因此有必要对现有的FSS滤波器进行改善，提出一种极化稳定性良好的滤波器。

发明内容

为了克服已有技术存在的缺陷，本发明目的在于进一步提高FSS空间滤波器的实际应用性与可靠性，提供一种极化性能稳定的厚屏频率选择表面滤波器。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案具体如下：

一种极化性能稳定的厚屏频率选择表面滤波器，包括：基底金属屏；在所述基底金属屏上设有多个Y孔单元；所述Y孔单元内部设有填充介质；所述基底金属屏的一个侧面与层合介质热压胶合；

每个所述Y孔单元为一个由长为L，宽为W的，长度方向相互夹角为120度的三个矩形孔组成的“Y”字结构；

所述矩形孔的长L和宽W分别满足：0﹤2L﹤λ，W﹤L；其中λ为工作频段波长。

在上述技术方案中，所述基底金属屏上的多个Y孔单元的排列顺序关系为：先后顺时针旋转90°，依次得到四个正方形排列的Y孔单元组成的组合单元；然后以该组合单元为阵列源得出具有若干个等周期分布的Y孔单元。

在上述技术方案中，所述基底金属屏的厚度为0.1-10mm。

在上述技术方案中，所述层合介质的厚度为1-15mm。

本发明具有以下的有益效果：

本发明提供了一种极化性能稳定的厚屏频率选择表面滤波器，与传统的频率选择表面空间滤波器相比，能够在实际给定的工作频段内，对不同极化方式的入射电磁波保持稳定的通带特性和理想的滤波特性，从而提高了频率选择表面作为空间滤波器的实际应用性及可靠性，并且结构简单，操作方便。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

图1是本发明的一种极化性能稳定的厚屏频率选择表面滤波器的示意图；

图2是本发明的基底金属屏中，带有Y孔单元和填充介质的平面示意图；

图3是图2的局部III的放大图，即Y孔组合单元结构的示意图。

图中的附图标记表示为：

1-基底金属屏；2-层合介质；3-Y孔单元；4-填充介质。

具体实施方式

本发明的发明思想为：本发明的极化性能稳定的厚屏频率选择表面滤波器是在原有FSS极化特性敏感的研究基础上设计的一种具有稳定极化特性的带通滤波器结构。由于Y孔单元形成的波导谐振腔结构不仅使得厚屏FSS滤波器在特定频率的电磁波产生谐振，而且旋转式Y孔组合单元可以使得入射电磁波在该局部范围内由线极化转变为圆极化，由于圆极化时的峰值幅度不变，仅是相位在变；另外，旋转式Y孔组合单元可以降低极化失配损耗，增加极化效率。因此，旋转式Y孔组合单元对不同极化方式的电磁波产生稳定作用。

下面结合附图对本发明做以详细说明。

本发明的极化性能稳定的厚屏频率选择表面滤波器，如图1、图2和图3所示，包括基底金属屏1、层合介质2、Y孔单元3、填充介质4；每个所述Y孔单元3为一个由长为L，宽为W的，长度方向相互夹角为120度的三个矩形孔组成的“Y”字结构；所述矩形孔的长L和宽W分别满足：0﹤2L﹤λ，W﹤L；其中λ为工作频段波长。形成Y孔单元3时，首先在基底金属屏1上，Y孔单元3先后顺时针旋转90°依次得出四个正方形排列的旋转式Y孔组合单元；以该组合单元为阵列源得出具有若干个等周期分布的旋转式Y孔组合单元的基底金属屏1；然后在所有Y孔单元3的内部放置填充介质4；最后以基底金属屏1为安装基准，将层合介质2热压胶合到基底金属屏1一端的侧面上。

本发明的极化性能稳定的厚屏频率选择表面滤波器的具体制作过程如下：首先，选取一定厚度的高电导率的金属铜板作为厚屏FSS的基底，采用数控机械加工方式制出尺寸为1000mm×1000mm，厚度为0.5mm的基底金属屏1；然后，在基底金属屏1上，机械加工方式制出若干个正方形规则排列的旋转式Y孔组合单元，其中：Y孔单元3的臂长L=4.9mm，臂宽W=0.5mm，单元间距D_x=D_y=9mm；接着再将介电常数ε=4.0、损耗正切值tanδ=0.005的石蜡作为填充介质4加热后冷凝固化到Y孔单元3中，并保证其厚度与基底金属屏1厚度相等，同时将Y孔单元3外多余的石蜡去除干净；最后，选用聚合树脂材料作为层合介质2，并用丙烯酸作为粘合剂将层合介质2胶合到基底金属屏1上。这样，一种极化性能稳定的厚屏频率选择表面滤波器就制作完成。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims

1.一种极化性能稳定的厚屏频率选择表面滤波器，其特征在于，包括：基底金属屏(1)；在所述基底金属屏(1)上设有多个Y孔单元(3)；所述Y孔单元(3)内部设有填充介质(4)；所述基底金属屏(1)的一个侧面与层合介质(2)热压胶合；

每个所述Y孔单元(3)为一个由长为L，宽为W的，长度方向相互夹角为120度的三个矩形孔组成的“Y”字结构；

2.根据权利要求1所述的厚屏频率选择表面滤波器，其特征在于，

所述基底金属屏(1)上的多个Y孔单元(3)的排列顺序关系为：先后顺时针旋转90°，依次得到四个正方形排列的Y孔单元(3)组成的组合单元；然后以该组合单元为阵列源得出具有若干个等周期分布的Y孔单元(3)。

3.根据权利要求1或2所述的厚屏频率选择表面滤波器，其特征在于，所述基底金属屏(1)的厚度为0.1-10mm。

4.根据权利要求1或2所述的厚屏频率选择表面滤波器，其特征在于，所述层合介质(2)的厚度为1-15mm。