CN108767482A - 一种应用于超宽带天线的频率选择表面结构 - Google Patents
一种应用于超宽带天线的频率选择表面结构 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108767482A CN108767482A CN201810284754.2A CN201810284754A CN108767482A CN 108767482 A CN108767482 A CN 108767482A CN 201810284754 A CN201810284754 A CN 201810284754A CN 108767482 A CN108767482 A CN 108767482A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- patch
- regular quadrangle
- frequency
- ultra
- length
- 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
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q15/00—Devices for reflection, refraction, diffraction or polarisation of waves radiated from an antenna, e.g. quasi-optical devices
- H01Q15/0006—Devices acting selectively as reflecting surface, as diffracting or as refracting device, e.g. frequency filtering or angular spatial filtering devices
- H01Q15/0013—Devices acting selectively as reflecting surface, as diffracting or as refracting device, e.g. frequency filtering or angular spatial filtering devices said selective devices working as frequency-selective reflecting surfaces, e.g. FSS, dichroic plates, surfaces being partly transmissive and reflective
Abstract
本发明公开的一种应用于超宽带天线的频率选择表面结构，包括介质支撑层，在介质支撑层上贴附有金属单元层；金属单元层由一个或多个金属单元结构组成；每个金属单元结构均包括正四边形环状内贴片和正四边形环状外贴片，还包括四个矩形贴片。本发明一种应用于超宽带天线的频率选择表面结构，能在单元形状简单、面积小的同时在UWB(3.1GHz‑10.6GHz)频段内实现反射，其他频段内实现透射，进而改善超宽带天线各方面的性能。
Description
技术领域
本发明属于电磁场与微波技术领域，具体涉及一种应用于超宽带天线的频率选择表面结构。
背景技术
频率选择表面(FSS)由周期性排列的金属贴片单元或在金属屏上周期性排列的孔径单元构成。它本身不吸收能量，当电磁波入射到其表面时，会对不同频率的电磁波进行选择，在其通带范围内，电磁波通过金属贴片单元表面；在其阻带范围内，电磁波被反射回去，进而表现出不同的传播特性，完成频率和极化的选择特性，可以看作一种空间滤波器。
FSS结构对不同频率的电磁波入射表现出不同的选择作用，其最基本的因素是对于FSS形状的选择，以及尺寸的控制。要求FSS结构能够在形状简单、面积小的同时在指定频段具有良好的频率选择特性。
发明内容
本发明的目的是提供一种应用于超宽带天线的频率选择表面结构，能在形状简单、面积小的同时在UWB(3.1GHz-10.6GHz)频段内实现反射，其他频段内实现透射，进而改善超宽带天线各方面的性能。
本发明所采用的技术方案是，一种应用于超宽带天线的频率选择表面结构，包括介质支撑层，在介质支撑层上贴附有金属单元层；金属单元层由一个或多个金属单元结构组成；
每个金属单元结构均包括正四边形环状内贴片和正四边形环状外贴片，正四边形环状内贴片和正四边形环状外贴片中心相同且边长不同，正四边形环状内贴片和正四边形环状外贴片不接触，还包括四个矩形贴片，四个矩形贴片均设置于正四边形环状内贴片和正四边形环状外贴片之间，每个矩形贴片分别与正四边形环状内贴片外壁和正四边形环状外贴片内壁相接，四个矩形贴片与正四边形环状内贴片的连接处分别为其四个外边长的中点处，四个矩形贴片与正四边形环状外贴片的连接处分别为其四个内边长的中点处，四个矩形贴片的设置相互对称。
本发明的特点还在于，
介质支撑层的长度为8.25mm±0.1mm，宽度为8.25mm±0.1mm，厚度为0.635mm±0.01mm。
正四边形环状内贴片的外边长为5mm±0.1mm，内边长为4.5mm±0.1mm，正四边形环状外贴片的外边长为8mm±0.1mm，内边长为6mm±0.1mm。
金属单元结构的谐振频率与UWB频率相同，均为：3.1GHz～10.6GHz。
矩形贴片的长为1mm±0.1mm，宽为0.5mm±0.1mm。
本发明的有益效果在于：本发明一种应用于超宽带天线的频率选择表面结构，与现有技术相比具有明显的优势，其具体表现为：频率选择表面直接在介质支撑层上蚀刻金属单元层，通用加工工艺即可满足，且介质板材为市场通用基板，成本较低，易批量生产；本发明中的金属单元层采用新型的金属单元结构，该金属单元结构的结构简单、工整，易于建模，加工难度低，通用加工工艺即可满足精度要求；频率选择表面能够在较少的重复结构内完成频率选择效果，在特定频率(UWB，3.1GHz-10.6GHz)频段内实现电磁波反射，其他频段内实现透射，进而改善超宽带天线各方面的性能。
附图说明
图1是本发明一种应用于超宽带天线的频率选择表面结构一种实施例的结构示意图；
图2是本发明一种应用于超宽带天线的频率选择表面结构另一种实施例的结构示意图；
图3是本发明一种应用于超宽带天线的频率选择表面结构的仿真结果图。
图中，1.介质支撑层，2.金属单元层，3.金属单元结构，4.正四边形环状内贴片，5.正四边形环状外贴片，6.矩形贴片。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明一种应用于超宽带天线的频率选择表面结构，如图1及2所示，包括介质支撑层1，在介质支撑层1上贴附有金属单元层2；金属单元层2由一个或多个金属单元结构3组成；
每个金属单元结构3均包括正四边形环状内贴片4和正四边形环状外贴片5，正四边形环状内贴片4和正四边形环状外贴片5中心相同且边长不同，正四边形环状内贴片4和正四边形环状外贴片5不接触，还包括四个矩形贴片6，四个矩形贴片6均设置于正四边形环状内贴片4和正四边形环状外贴片5之间，每个矩形贴片6分别与正四边形环状内贴片4外壁和正四边形环状外贴片5内壁相接，四个矩形贴片6与正四边形环状内贴片4的连接处分别为其四个外边长的中点处，四个矩形贴片6与正四边形环状外贴片5的连接处分别为其四个内边长的中点处，四个矩形贴片6的设置相互对称。
介质支撑层1的长度为8.25mm±0.1mm，宽度为8.25mm±0.1mm，厚度为0.635mm±0.01mm。
正四边形环状内贴片4的外边长为5mm±0.1mm，内边长为4.5mm±0.1mm，正四边形环状外贴片5的外边长为8mm±0.1mm，内边长为6mm±0.1mm。
金属单元结构3的谐振频率与UWB频率相同，均为：3.1GHz～10.6GHz。
矩形贴片6的长为1mm±0.1mm，宽为0.5mm±0.1mm。
介质支撑层1的材料根据具体需求进行设置，优选采用介电常数为10.2的材料，若介质材料选择其他材料，则金属单元层2需要进行调整。介质支撑层1的厚度不超过超宽带天线所发射电磁波四分之一的波长。
若金属单元层2中有多个金属单元结构3，则多个金属单元结构3的排列方式为：如图2所示，按照N*M排列方式周期性矩阵式排列在设定的介质支撑层1上。具体大小根据具体超宽带天线需求来设定。
在使用时，本发明一种应用于超宽带天线的频率选择表面结构布置于超宽带天线的下方，具体距离超宽带天线的远近视具体超宽带天线决定，整个频率选择表面结构内金属单元结构3的数量视具体超宽带天线所决定。
通过上述方式，本发明一种应用于超宽带天线的频率选择表面结构，频率选择表面直接在介质支撑层上蚀刻金属单元层，通用加工工艺即可满足，且介质板材为市场通用基板，成本较低，易批量生产；本发明中的金属单元层采用新型的金属单元结构，该金属单元结构的结构简单、工整，易于建模，加工难度低，通用加工工艺即可满足精度要求；频率选择表面能够在较少的重复结构内完成频率选择效果，在特定频率(UWB，3.1GHz-10.6GHz)频段内实现电磁波反射，其他频段内实现透射，进而改善超宽带天线各方面的性能。
实施例
本实施例提供一种应用于超宽带天线的频率选择表面结构，如图2所示，包括介质支撑层1，在介质支撑层1上贴附有金属单元层2；金属单元层2由多个金属单元结构3组成；
每个金属单元结构3均包括正四边形环状内贴片4和正四边形环状外贴片5，正四边形环状内贴片4和正四边形环状外贴片5中心相同且边长不同，正四边形环状内贴片4和正四边形环状外贴片5不接触，还包括四个矩形贴片6，四个矩形贴片6均设置于正四边形环状内贴片4和正四边形环状外贴片5之间，每个矩形贴片6分别与正四边形环状内贴片4外壁和正四边形环状外贴片5内壁相接，四个矩形贴片6与正四边形环状内贴片4的连接处分别为其四个外边长的中点处，四个矩形贴片6与正四边形环状外贴片5的连接处分别为其四个内边长的中点处，四个矩形贴片6的设置相互对称。
介质支撑层1的长度为8.25mm，宽度为8.25mm，厚度为0.635mm。
正四边形环状内贴片4的外边长为5mm，内边长为4.5mm，正四边形环状外贴片5的外边长为8mm，内边长为6mm。
金属单元结构3的谐振频率与UWB频率相同，均为：3.1GHz～10.6GHz。
矩形贴片6的长为1mm，宽为0.5mm。
对本实施例提供的一种应用于超宽带天线的频率选择表面结构性能进行仿真试验，得到如图3所示频率选择表面结构频率响应曲线，可以看出，在设计的超宽带频带3.1GHz～10.6GHz上，反射系数S11接近于0，表示在该频带具有优越的反射性能；传输系数S21体现了设计的频率选择表面的超宽频带的带阻性能。
Claims (5)
1.一种应用于超宽带天线的频率选择表面结构，其特征在于，包括介质支撑层(1)，在所述介质支撑层(1)上贴附有金属单元层(2)；所述金属单元层(2)由一个或多个金属单元结构(3)组成；
每个所述金属单元结构(3)均包括正四边形环状内贴片(4)和正四边形环状外贴片(5)，所述正四边形环状内贴片(4)和正四边形环状外贴片(5)中心相同且边长不同，所述正四边形环状内贴片(4)和正四边形环状外贴片(5)不接触，还包括四个矩形贴片(6)，所述四个矩形贴片(6)均设置于正四边形环状内贴片(4)和正四边形环状外贴片(5)之间，所述每个矩形贴片(6)分别与正四边形环状内贴片(4)外壁和正四边形环状外贴片(5)内壁相接，所述四个矩形贴片(6)与正四边形环状内贴片(4)的连接处分别为其四个外边长的中点处，所述四个矩形贴片(6)与正四边形环状外贴片(5)的连接处分别为其四个内边长的中点处，所述四个矩形贴片(6)的设置相互对称。
2.根据权利要求1所述的一种应用于超宽带天线的频率选择表面结构，其特征在于，所述介质支撑层(1)的长度为8.25mm±0.1mm，宽度为8.25mm±0.1mm，厚度为0.635mm±0.01mm。
3.根据权利要求1所述的一种应用于超宽带天线的频率选择表面结构，其特征在于，所述正四边形环状内贴片(4)的外边长为5mm±0.1mm，内边长为4.5mm±0.1mm，所述正四边形环状外贴片(5)的外边长为8mm±0.1mm，内边长为6mm±0.1mm。
4.根据权利要求1所述的一种应用于超宽带天线的频率选择表面结构，其特征在于，所述金属单元结构(3)的谐振频率与UWB频率相同，均为：3.1GHz～10.6GHz。
5.根据权利要求1所述的一种应用于超宽带天线的频率选择表面结构，其特征在于，所述矩形贴片(6)的长为1mm±0.1mm，宽为0.5mm±0.1mm。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810284754.2A CN108767482A (zh) | 2018-04-02 | 2018-04-02 | 一种应用于超宽带天线的频率选择表面结构 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810284754.2A CN108767482A (zh) | 2018-04-02 | 2018-04-02 | 一种应用于超宽带天线的频率选择表面结构 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN108767482A true CN108767482A (zh) | 2018-11-06 |
Family
ID=63980616
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201810284754.2A Pending CN108767482A (zh) | 2018-04-02 | 2018-04-02 | 一种应用于超宽带天线的频率选择表面结构 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN108767482A (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109818143A (zh) * | 2019-02-28 | 2019-05-28 | 东华大学 | 宽频微带贴片天线 |
| CN110137688A (zh) * | 2019-07-11 | 2019-08-16 | 南京邮电大学 | 基于人工磁导体的可重构宽带相位调制屏 |
| CN114899615A (zh) * | 2022-06-15 | 2022-08-12 | 江苏电子信息职业学院 | 一种拼装式四频带带阻频率选择表面 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106876948A (zh) * | 2015-12-14 | 2017-06-20 | 哈尔滨飞羽科技有限公司 | 一种新型的双阻带超宽带天线 |
| CN107689488A (zh) * | 2017-07-27 | 2018-02-13 | 西安理工大学 | 应用于超宽带天线的频率选择表面结构 |
-
2018
- 2018-04-02 CN CN201810284754.2A patent/CN108767482A/zh active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106876948A (zh) * | 2015-12-14 | 2017-06-20 | 哈尔滨飞羽科技有限公司 | 一种新型的双阻带超宽带天线 |
| CN107689488A (zh) * | 2017-07-27 | 2018-02-13 | 西安理工大学 | 应用于超宽带天线的频率选择表面结构 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 张悦 等: "应用于超宽带天线的新型频率选择表面的设计", 《2017年全国天线年会论文集》 * |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109818143A (zh) * | 2019-02-28 | 2019-05-28 | 东华大学 | 宽频微带贴片天线 |
| CN110137688A (zh) * | 2019-07-11 | 2019-08-16 | 南京邮电大学 | 基于人工磁导体的可重构宽带相位调制屏 |
| CN110137688B (zh) * | 2019-07-11 | 2019-10-01 | 南京邮电大学 | 基于人工磁导体的可重构宽带相位调制屏 |
| CN114899615A (zh) * | 2022-06-15 | 2022-08-12 | 江苏电子信息职业学院 | 一种拼装式四频带带阻频率选择表面 |
| CN114899615B (zh) * | 2022-06-15 | 2024-04-19 | 江苏电子信息职业学院 | 一种拼装式四频带带阻频率选择表面 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107689488A (zh) | 应用于超宽带天线的频率选择表面结构 | |
| CN106207480B (zh) | 全极化单通带双侧吸波频带复合超材料及天线罩 | |
| CN110504549B (zh) | 基于石墨烯的吸透一体化频率选择表面 | |
| CN108767482A (zh) | 一种应用于超宽带天线的频率选择表面结构 | |
| CN108493623B (zh) | 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 | |
| CN103700951A (zh) | 复合介质双层fss结构srr金属层超轻薄吸波材料 | |
| CN106785477B (zh) | 一种双频宽带吸波器 | |
| CN106299628B (zh) | 一种天线和无线路由器 | |
| CN107706538B (zh) | 一种耗散型宽频带吸波fss结构及制备方法 | |
| CN103490169B (zh) | 单层宽带随机表面 | |
| CN104319486A (zh) | 一种基于超宽阻带频率选择表面的反射板 | |
| CN103943967A (zh) | 超薄型金属电阻复合多频吸波材料 | |
| Zhang et al. | A broadband tunable frequency selective surface absorber for oblique incidence applications | |
| CN110429389B (zh) | 一种吸波结构 | |
| CN110829036B (zh) | 一种超薄超宽带电磁波吸收体 | |
| CN111430928B (zh) | 一种宽带复合耦合型频率选择表面结构及其单元结构 | |
| CN110707435B (zh) | 一种l频段宽带吸波器 | |
| CN110311228A (zh) | 应用于超宽带天线的2.5d超宽带频率选择表面结构 | |
| CN110048238A (zh) | 一种基于多种介质材料的可调谐超材料吸波器 | |
| Wang et al. | An ultra-thin wideband 3-D frequency selective rasorber based on ferrite absorber and slow wave structure | |
| Wu et al. | Study of a metamaterial with single passband between two neighboring absorptive bands | |
| He et al. | An ultra-wideband metamaterial absorber with active frequency selective surface | |
| CN102637927A (zh) | 低通高阻型广义频率选择表面 | |
| CN109599679B (zh) | 一种应用于超宽带天线的超宽带频率选择表面结构 | |
| Wang et al. | A closely located dual-band FSS with frequency stability for multi-frequency communication |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20181106 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |