CN104092010A - 一种基于多层环形缝隙贴片的频率选择表面结构 - Google Patents
一种基于多层环形缝隙贴片的频率选择表面结构 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104092010A CN104092010A CN201410262136.XA CN201410262136A CN104092010A CN 104092010 A CN104092010 A CN 104092010A CN 201410262136 A CN201410262136 A CN 201410262136A CN 104092010 A CN104092010 A CN 104092010A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- frequency
- paster
- layer
- structure based
- annular slit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Aerials With Secondary Devices (AREA)
Abstract
本发明公开了一种基于多层环形缝隙贴片的频率选择表面结构，由N×M个谐振单元构成，所述谐振单元包括两层平行放置的介质基板，所述每层介质基板的上、下表面分别设置一层环形缝隙贴片，所述环形缝隙贴片结构具体是在FSS环形贴片的内环四个边的中点分别设置矩形缝隙，所述矩形缝隙关于内环边中点对称。本发明采用四层环形缝隙贴片，实现了多级带阻滤波器的级联，使其带阻性能更加地优越，带宽更宽。
Description
技术领域
本发明涉及一种空间滤波器，特别涉及一种基于多层环形缝隙贴片的频率选择表面结构。
背景技术
频率选择表面(Frequency selective surface，FSS)是由周期性排列的金属贴片单元，或是由金属屏上周期性的开孔单元构成的一种二维周期阵列结构，可以用作空间滤波器，与电磁波相互作用表现出带通或带阻特性。频率选择表面在电磁领域的多个方面有着广泛的应用，它涵盖了大部分的电磁波谱，包括微波，毫米波，甚至红外波段。在军用方面，FSS主要用在隐身方面，如雷达罩，通过安装频率选择表面减少雷达散射截面积。军用飞行器的隐身性能已成为衡量其作战效能的一个重要指标，通过FSS技术合理设计雷达罩，可以使雷达的工作频率内，雷达罩对它是透明或者接近透明的，但是却能够抑制工作频率之外的电磁波，减少飞行器的电磁散射，还能够降低外在干扰。在民用方面，如吸波材料，就应用在安全防护、抗电磁波干扰、微波暗室、信息保密和电磁兼容等等各个方面；卫星通讯的分频复用系统，频率选择表面经常被用作反射面天线的反射器，选择适当的贴片(或孔隙)单元，使它的频率特性满足对于反馈源1来说，能够完全或者接近完全传输，对反馈源2来说，能够完全或者接近完全反射，这样就实现了反射面天线的分频复用；FSS还可以用做反射器，提高天线的增益，减少前后比，改善天线的性能。
从20世纪开始，国内外学者对FSS已经进行了深入的研究。目前FSS主要有环形，圆形，十字形，矩形贴片等，主要实现对谐振频率电磁波的完全反射，这些基本单元由于形状简单，所以其控制参数比较少，不能很好的满足实际要求，比如，带宽窄、频率响应曲线斜率小、稳定性差等，虽然可以使用加载电容和增加电长度的方法实现双阻带频率选择表面，达到多频宽带的要求，但是这种方法增加了结构的复杂性。由于FSS主要受单元的形状，尺寸，周期，贴片的层数以及介质基板的参数影响。因此现在FSS发展的趋势是使用通过设计更加新型的结构单元，比如设计复合式FSS结构、将薄屏改为厚屏、単层向双层或多层FSS结构扩展、加载介质等，来实现FSS宽带化，小型化，稳定性好以及反射性能更优越等。
发明内容
为了克服现有技术存在的缺点与不足，本发明提供一种基于多层环形缝隙贴片的频率选择表面结构，本发明安装在超宽带天线的下面，两者之间存在一定的空间距离，增大天线的增益及前后比，改善天线的性能。
本发明采用如下技术方案：
一种基于多层环形缝隙贴片的频率选择表面结构，由N×M个谐振单元构成，所述谐振单元包括两层平行放置的介质基板，所述每层介质基板的上、下表面分别设置一层环形缝隙贴片。
所述环形缝隙贴片具体是在FSS环形贴片的内环四个边的中点分别设置矩形缝隙，所述矩形缝隙关于内环边中点对称。
所述两层平行放置的介质基板相隔距离为中心频率波长的四分之一。
本发明的有益效果：
(1)巧妙地在FSS环形贴片的四周增加缝隙，得到环形缝隙贴片，将单纯的贴片电感改为电感与电容的并联，增加了频率选择表面的设计灵活性，能够更好地达到频率要求；
(2)采用四层环形缝隙贴片，实现了多级带阻滤波器的级联，使其带阻性能更加地优越，带宽更宽；
(3)FSS可以作为超宽带天线的反射板，改善其定向辐射性能，增大前后比。
附图说明
图1是一种基于多层环形缝隙贴片的频率选择表面结构的示意图；
图2是图1中环形缝隙贴片的结构示意图；
图3是环形缝隙贴片与环形缝隙贴片连接的等效电路图；
图4是本发明一种基于多层环形缝隙贴片的频率选择表面结构的等效电路图；
图5是按照实施例尺寸制作的环形缝隙贴片频率选择表面结构的仿真示意图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图，对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
实施例
一种基于多层环形缝隙贴片的频率选择表面结构，可以放置在超宽带天线的下方，由N×M个谐振单元构成，如图1所示，所述谐振单元包括两层相隔一定距离，且平行放置的介质基板，两层介质基板的距离3会影响频率选择表面的带阻性能，本实施例中两层介质基板的距离为中心频率11GHz波长的四分之一，具体为8mm。
为了提高频率选择表面FSS的带阻性能以及增加带宽，在每层介质基板的上、下表面分别设置一层环形缝隙贴片，具体为：上层介质基板1的上、下表面分别设置第一层环形缝隙贴片4及第二层环形缝隙贴片5，下层介质基板2的上、下表面分别设置第三层环形缝隙贴片6及第四层环形缝隙贴片7。
如图2所示，所述环形缝隙贴片具体是在FSS环形贴片的内环四个边的中点分别设置矩形缝隙，所述矩形缝隙关于每边中点对称；
环形缝隙贴片的尺寸大约为中心频率波长的四分之一，FSS环形贴片是关于中心对称的，本实施例的环形缝隙贴片的外边长为b＝14mm，内边长为c＝6mm，单位为毫米。
矩形缝隙的长宽影响着带阻性能，本实施例的矩形缝隙的长度为d＝1.5mm，宽度为e＝2mm，单位为毫米。
所述谐振单元为正方形，边长为a＝15mm。
本发明的介质基板材料为FR4，介电常数为4.4，介电损耗为0.02。
如图3所示，所述环形缝隙贴片与环形缝隙贴片之间的相隔间隙形成电容，每层环形缝隙贴片构成电感和电容的并联，形成一种滤波器结构。
所述上、下介质基板形成短路传输线，其电路阻抗为空气阻抗除以介电常数的根次方，所述两层介质基板之外的空间形成短路传输线，其电路阻抗为空气阻抗。
如图4所示，所述第一层环形缝隙贴片等效为电容电感电路8，所述第二层环形缝隙贴片等效为电容电感电路9，所述第三层环形缝隙贴片等效为电容电感电路10，所述第四层贴片等效为电容电感电路11，四层环形贴片形成四级等效电容电感电路的级联，Z0为空气阻抗，Z1为介质基板的阻抗，d为介质板的厚度。
如图5所示为本发明实施例尺寸制成的环形缝隙贴片频率选择表面结构的仿真图形，带宽为2.7-13.2GHz,带阻性能优越。
本发明采用多层环形缝隙贴片来改善频率选择表面的性能，采用环形缝隙贴片来实现单级等效电容电感电路，实现带阻性能，采用多层环形贴片形成多级等效电容电感电路级联，实现频率选择表面优越的带阻性能以及超宽带。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受所述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种基于多层环形缝隙贴片的频率选择表面结构，由N×M个谐振单元构成，其特征在于，所述谐振单元包括两层平行放置的介质基板，所述每层介质基板的上、下表面分别设置一层环形缝隙贴片。
2.根据权利要求1所述的一种基于多层环形缝隙贴片的频率选择表面结构，其特征在于，所述环形缝隙贴片具体是在FSS环形贴片的内环四个边的中点分别设置矩形缝隙，所述矩形缝隙关于内环边中点对称。
3.根据权利要求1所述的一种基于多层环形缝隙贴片的频率选择表面结构，其特征在于，两层平行放置的介质基板相隔距离为中心频率波长的四分之一。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410262136.XA CN104092010A (zh) | 2014-06-12 | 2014-06-12 | 一种基于多层环形缝隙贴片的频率选择表面结构 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410262136.XA CN104092010A (zh) | 2014-06-12 | 2014-06-12 | 一种基于多层环形缝隙贴片的频率选择表面结构 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104092010A true CN104092010A (zh) | 2014-10-08 |
Family
ID=51639706
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201410262136.XA Pending CN104092010A (zh) | 2014-06-12 | 2014-06-12 | 一种基于多层环形缝隙贴片的频率选择表面结构 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN104092010A (zh) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105161800A (zh) * | 2015-08-26 | 2015-12-16 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | 优化电磁传输特性的双屏频率选择表面 |
| CN105870638A (zh) * | 2016-03-31 | 2016-08-17 | 北京环境特性研究所 | 一种基于分形单元的频率选择表面结构及窗口吸收体 |
| CN106249206A (zh) * | 2015-06-09 | 2016-12-21 | 罗伯特·博世有限公司 | 用于接收电磁波的天线设备和用于运行用于接收电磁波的天线设备的方法 |
| CN106654567A (zh) * | 2017-01-20 | 2017-05-10 | 浙江大学 | 容性、感性表面耦合机制小型化高性能高频段通信天线罩 |
| CN108493623A (zh) * | 2018-04-23 | 2018-09-04 | 南京大学 | 基于损耗型频率选择表面的亚波长层状三维宽带吸波结构 |
| WO2019024354A1 (zh) * | 2017-08-04 | 2019-02-07 | 深圳市景程信息科技有限公司 | 频率选择表面结构 |
| CN109449601A (zh) * | 2018-10-31 | 2019-03-08 | 宋应龙 | 一种基于低通和带通多层耦合的超宽带频率选择表面单元 |
| CN110416735A (zh) * | 2018-07-16 | 2019-11-05 | 西安电子科技大学 | 具有传输零点的柔性多层频率选择表面 |
| CN111725613A (zh) * | 2019-03-21 | 2020-09-29 | 华为技术有限公司 | 一种天线单元及一种滤波天线阵列 |
| CN111883933A (zh) * | 2020-07-02 | 2020-11-03 | 中国人民解放军火箭军工程大学 | 一种电调控多波段兼容型智能伪装结构 |
| CN112186314A (zh) * | 2020-09-18 | 2021-01-05 | 上海师范大学 | 一种面向第六代移动通讯的宽带带通滤波器及其谐振模块 |
| CN115377695A (zh) * | 2022-08-19 | 2022-11-22 | 西安电子科技大学 | 基于液态金属实现带通/带阻切换的频率选择结构及装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN203942018U (zh) * | 2014-06-12 | 2014-11-12 | 华南理工大学 | 一种基于多层环形缝隙贴片的频率选择表面结构 |
-
2014
- 2014-06-12 CN CN201410262136.XA patent/CN104092010A/zh active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN203942018U (zh) * | 2014-06-12 | 2014-11-12 | 华南理工大学 | 一种基于多层环形缝隙贴片的频率选择表面结构 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 黄惠芬等: "使用新型频率选择表面反射板来提高超宽带天线的性能", 《新型工业化》, vol. 3, no. 12, 20 December 2013 (2013-12-20) * |
Cited By (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106249206B (zh) * | 2015-06-09 | 2022-04-12 | 罗伯特·博世有限公司 | 用于接收电磁波的天线设备和用于运行用于接收电磁波的天线设备的方法 |
| CN106249206A (zh) * | 2015-06-09 | 2016-12-21 | 罗伯特·博世有限公司 | 用于接收电磁波的天线设备和用于运行用于接收电磁波的天线设备的方法 |
| CN105161800B (zh) * | 2015-08-26 | 2018-06-26 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | 优化电磁传输特性的双屏频率选择表面 |
| CN105161800A (zh) * | 2015-08-26 | 2015-12-16 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | 优化电磁传输特性的双屏频率选择表面 |
| CN105870638A (zh) * | 2016-03-31 | 2016-08-17 | 北京环境特性研究所 | 一种基于分形单元的频率选择表面结构及窗口吸收体 |
| CN106654567A (zh) * | 2017-01-20 | 2017-05-10 | 浙江大学 | 容性、感性表面耦合机制小型化高性能高频段通信天线罩 |
| CN106654567B (zh) * | 2017-01-20 | 2023-05-12 | 浙江大学 | 容性、感性表面耦合机制小型化高性能高频段通信天线罩 |
| WO2019024354A1 (zh) * | 2017-08-04 | 2019-02-07 | 深圳市景程信息科技有限公司 | 频率选择表面结构 |
| CN108493623A (zh) * | 2018-04-23 | 2018-09-04 | 南京大学 | 基于损耗型频率选择表面的亚波长层状三维宽带吸波结构 |
| CN110416735A (zh) * | 2018-07-16 | 2019-11-05 | 西安电子科技大学 | 具有传输零点的柔性多层频率选择表面 |
| CN109449601B (zh) * | 2018-10-31 | 2020-10-02 | 宋应龙 | 一种基于低通和带通多层耦合的超宽带频率选择表面单元 |
| CN109449601A (zh) * | 2018-10-31 | 2019-03-08 | 宋应龙 | 一种基于低通和带通多层耦合的超宽带频率选择表面单元 |
| CN111725613A (zh) * | 2019-03-21 | 2020-09-29 | 华为技术有限公司 | 一种天线单元及一种滤波天线阵列 |
| CN111883933A (zh) * | 2020-07-02 | 2020-11-03 | 中国人民解放军火箭军工程大学 | 一种电调控多波段兼容型智能伪装结构 |
| CN111883933B (zh) * | 2020-07-02 | 2022-08-05 | 中国人民解放军火箭军工程大学 | 一种电调控多波段兼容型智能伪装结构 |
| CN112186314A (zh) * | 2020-09-18 | 2021-01-05 | 上海师范大学 | 一种面向第六代移动通讯的宽带带通滤波器及其谐振模块 |
| CN115377695A (zh) * | 2022-08-19 | 2022-11-22 | 西安电子科技大学 | 基于液态金属实现带通/带阻切换的频率选择结构及装置 |
| CN115377695B (zh) * | 2022-08-19 | 2024-06-18 | 西安电子科技大学 | 基于液态金属实现带通/带阻切换的频率选择结构及装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104092010A (zh) | 一种基于多层环形缝隙贴片的频率选择表面结构 | |
| Salehi et al. | A second-order dual X-/Ka-band frequency selective surface | |
| CN107508017B (zh) | 一种带吸型宽带频率选择结构及其应用 | |
| CN107171043A (zh) | 提高角度稳定性的超宽通带频率选择表面及其设计方法 | |
| Li et al. | Miniaturized bandstop frequency-selective structure using stepped-impedance resonators | |
| CN203942018U (zh) | 一种基于多层环形缝隙贴片的频率选择表面结构 | |
| CN110265788B (zh) | 新型二三维结合的双极化带通型雷达吸波体 | |
| Dey et al. | Second-order, single-band and dual-band bandstop frequency selective surfaces at millimeter wave regime | |
| Yu et al. | Wideband 3D frequency selective rasorber based on ferrite absorber | |
| Dewani et al. | Miniaturised meandered square frequency selective surface on a thin flexible dielectric with selective transmission | |
| Li et al. | A high selectivity, miniaturized, low profile dual‐band bandpass FSS with a controllable transmission zero | |
| Payne et al. | Second-order plasma enabled tunable low-profile frequency selective surface based on coupling inter-layer | |
| Verma et al. | Performance analysis of frequency selective reflectors based on rectangular loop pair for wideband applications | |
| US20180145417A1 (en) | Reconfigurable compact antenna device | |
| CN207052731U (zh) | 提高角度稳定性的超宽通带频率选择表面 | |
| Moallem et al. | A single-layer metamaterial-based polarizer and bandpass frequency selective surface with an adjacent transmission zero | |
| CN113131223B (zh) | 一种双极化双吸收带的电磁波吸收器 | |
| Shah et al. | Novel 4‐bit second‐order multifunction frequency selective surface | |
| Wang et al. | An ultra-thin wideband 3-D frequency selective rasorber based on ferrite absorber and slow wave structure | |
| CN108718005B (zh) | 双谐振微波吸收器 | |
| WO2021009893A1 (ja) | 周波数選択板 | |
| Zhao et al. | A Broadband Frequency Selective Rasorber with Two-Sided Absorption Bands for Radome Application | |
| Li et al. | Three-dimensional bandpass frequency selective structures | |
| Pae et al. | Analysis and design of a single layer double square slot frequency selective surface with single stopband between double passbands | |
| Yu et al. | Highly-selective, closely-spaced, tri-band bandpass three-dimensional frequency selective surface |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20141008 |
|
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |