CN112821080A - 一种在l频段透波的薄层滤波结构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种在L频段透波的薄层滤波结构，所述薄层滤波结构包括：蒙皮层(1)、泡沫层(2)、第一频率选择表面层(3)和第二频率选择表面层(4)，从上往下依次为蒙皮层(1)、第一频率选择表面层(3)、蒙皮层(1)、泡沫层(2)、蒙皮层(1)、第二频率选择表面层(4)、蒙皮层(1)、泡沫层(2)、蒙皮层(1)、第一频率选择表面层(3)、蒙皮层(1)，第一频率选择表面层(3)在二维平面内交叉排列的第一金属单元(5)构成，第二频率选择表面层(4)在二维平面内交叉排列的第二金属单元(6)构成。

Description

一种在L频段透波的薄层滤波结构
技术领域
本发明涉及一种滤波结构技术领域，尤其涉及一种在L频段透波、其它频段反射的薄层滤波结构。
背景技术
在安装有雷达传感器的各类装备上，都通过由特殊的微波滤波结构构成的天线罩来提高雷达系统的低可探测性。微波滤波结构主要为采用频率选择表面技术进行设计的复合结构。
传统采用频率选择表面技术的微波滤波结构大多集中于透波频率在S频段以上，对于L频段透波的滤波结构主要采用贴片单元带阻频率选择结构或缝隙单元带通频率选择结构来实现。其中贴片单元带阻频率选择结构不具备对低于L-波段电磁波的阻止能力，缝隙单元带通频率选择结构在大角度入射时在高频会产生栅瓣，降低对高频电磁波的抑制能力。另外，传统的L频段透波的滤波结构厚度大约为入/4(工作频段中心频率相应的电磁波波长)，厚度尺寸大，不适用于天线罩应用。
因此，针对以上不足，需要提供一种在L频段透波的薄层滤波结构。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是以往低频透波的滤波结构厚度难以降低的问题。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种在L频段透波的薄层滤波结构，所述薄层滤波结构包括蒙皮层1、泡沫层2，所述薄层滤波结构还包括第一频率选择表面层3和第二频率选择表面层4。
优选地，所述薄层滤波结构上下层以第二频率选择表面层4中心对称；优选的是，所述薄层透波结构为多层结构，从上往下依次为蒙皮层1、第一频率选择表面层3、蒙皮层1、泡沫层2、蒙皮层1、第二频率选择表面层4、蒙皮层1、泡沫层2、蒙皮层1、第一频率选择表面层3和蒙皮层1，各层之间粘接在一起。
优选地，所述蒙皮层1为玻璃纤维材料。
优选地，所述泡沫层2为PMI材料。
优选地，所述薄层滤波结构中的蒙皮层厚度为0.2mm至0.6mm，第一频率选择表面层的厚度为0.05mm至0.12mm，泡沫层的厚度为2mm至5mm，第二频率选择表面层的厚度为0.05mm至0.12mm。
优选地，所述第一频率选择表面层3为在二维平面内以水平方向周期为D1，垂直方向周期为D2重复排列的第一阵列单元(7)构成，其中所述第一阵列单元(7)由两个相邻第一金属单元(5)以中心间距R构成，其中所述第一金属单元(5)为六边形金属贴片，金属贴片的边长为L1；其中，D1的取值范围为3mm-9mm，D2的取值范围为1.5mm-5mm，L1的取值范围为1mm-3mm，R的取值范围为1.5mm-5mm。
优选地，所述第二频率选择表面层4为在二维平面内以水平方向周期为D1，垂直方向周期为D2重复排列的第二阵列单元(8)构成，其中所述第二阵列单元(8)由两个相邻第二金属单元(6)构成，所述第二金属单元(6)为″米″字形金属贴片，贴片宽度为W；其中，W的取值范围为0.1mm-2mm。
(三)有益效果
本发明的上述技术方案具有如下优点：
(1)一种在L频段透波的薄层滤波结构在使用时，各种频率的电磁波信号由最上层蒙皮层1的外侧进入，依次经过由蒙皮层1和第一频率选择表面层3组合构成的滤波结构，泡沫层2，由蒙皮层1和第二频率选择表面层4组合构成的滤波结构，由蒙皮层1和第一频率选择表面层3组合构成的滤波结构。该结构上下层以第二频率选择表面层4中心对称。其中蒙皮层1和第一频率选择表面层3组合构成的滤波结构对入射的电磁波表现为容抗特性，蒙皮层1和第二频率选择表面层4组合构成的滤波结构对入射电磁波表现为感抗特性，通过容抗-感抗-容抗的组合方式，将L频段以外的电磁波信号反射回去，选择L频段的电磁波通过，最终只有L频段的电磁波信号由最下层蒙皮层1输出。
(2)本发明滤波结构中应用具有容抗特性的频率选择表面与具有感抗特性的频率选择表面结构组合，可实现对L频段电磁波透波，其它频段电磁波反射的功能。同时，该滤波结构厚度大幅降低，厚度小于入/25(入为工作频段中心频率相应的电磁波波长)，适用于构成各装备平台的天线罩结构。
附图说明
图1是本发明的在L频段透波的薄层滤波结构的一个实施方式的结构示意图；
图2是本发明的在L频段透波的薄层滤波结构的一个实施方式的第一频率选择表面层结构图；
图3是本发明的在L频段透波的薄层滤波结构的一个实施方式的第二频率选择表面层结构图；
图4是本发明的在L频段透波的薄层滤波结构的一个实施方式的透波曲线示意图；
附图中的标记如下：1、蒙皮层，2、泡沫层，3、第一频率选择表面层，4、第二频率选择表面层，5、第一金属单元，6、第二金属单元，7、第一阵列单元，8、第二阵列单元。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种在L频段透波的薄层滤波结构，如图1所示，所述薄层滤波结构包括蒙皮层1、泡沫层2，所述薄层滤波结构还包括第一频率选择表面层3和第二频率选择表面层4。
根据一些优选的实施方式，所述薄层滤波结构上下层以第二频率选择表面层4中心对称；优选的是，所述薄层透波结构为多层结构，从上往下依次为蒙皮层1、第一频率选择表面层3、蒙皮层1、泡沫层2、蒙皮层1、第二频率选择表面层4、蒙皮层1、泡沫层2、蒙皮层1、第一频率选择表面层3和蒙皮层1，各层之间粘接在一起。
根据一些优选的实施方式，所述蒙皮层1为玻璃纤维材料。
根据一些优选的实施方式，所述泡沫层2由泡沫板材料构成，所述泡沫层2为PMI材料。
根据一些优选的实施方式，所述薄层滤波结构中的蒙皮层厚度为0.2mm至0.6mm，第一频率选择表面层的厚度为0.05mm至0.12mm，泡沫层的厚度为2mm至5mm，第二频率选择表面层的厚度为0.05mm至0.12mm。
如图2所示，所述第一频率选择表面层3为在二维平面内以水平方向周期为D1，垂直方向周期为D2重复排列的第一阵列单元7构成，其中所述第一阵列单元7由两个相邻第一金属单元5以中心间距R构成，其中所述第一金属单元5为六边形金属贴片，金属贴片的边长为L1；
其中，D1的取值范围为3mm-9mm，D2的取值范围为1.5mm-5mm，L1的取值范围为1mm-3mm，R的取值范围为1.5mm-5mm。
如图3所示，所述第二频率选择表面层4为在二维平面内以水平方向周期为D1，垂直方向周期为D2重复排列的第二阵列单元8构成，其中所述第二阵列单元8由两个相邻第二金属单元6构成，所述第二金属单元6为″米″字形金属贴片，贴片宽度为W；
其中，W的取值范围为0.1mm-2mm。
结合图1和图4，一种在L频段透波的薄层滤波结构在使用时，各种频率的电磁波信号由最上层蒙皮层1的外侧进入，依次经过由蒙皮层1和第一频率选择表面层3组合构成的滤波结构，泡沫层2，由蒙皮层1和第二频率选择表面层4组合构成的滤波结构，由蒙皮层1和第一频率选择表面层3组合构成的滤波结构。该结构上下层以第二频率选择表面层4中心对称。其中蒙皮层1和第一频率选择表面层3组合构成的滤波结构对入射的电磁波表现为容抗特性，蒙皮层1和第二频率选择表面层4组合构成的滤波结构对入射电磁波表现为感抗特性，通过容抗-感抗-容抗的组合方式，将L频段以外的电磁波信号反射回去，选择L频段的电磁波通过，最终只有L频段的电磁波信号由最下层蒙皮层1输出。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种在L频段透波的薄层滤波结构，所述薄层滤波结构包括蒙皮层(1)、泡沫层(2)，其特征在于：所述薄层滤波结构还包括第一频率选择表面层(3)和第二频率选择表面层(4)。
2.根据权利要求1所述的薄层滤波结构，其特征在于：所述薄层滤波结构上下层以第二频率选择表面层(4)中心对称；优选的是，所述薄层透波结构为多层结构，从上往下依次为蒙皮层(1)、第一频率选择表面层(3)、蒙皮层(1)、泡沫层(2)、蒙皮层(1)、第二频率选择表面层(4)、蒙皮层(1)、泡沫层(2)、蒙皮层(1)、第一频率选择表面层(3)和蒙皮层(1)，各层之间粘接在一起。
3.根据权利要求1所述的薄层滤波结构，其特征在于：所述蒙皮层(1)为玻璃纤维材料。
4.根据权利要求1所述的薄层滤波结构，其特征在于：所述泡沫层(2)为PMI材料。
5.根据权利要求1所述的薄层滤波结构，其特征在于：所述薄层滤波结构中的蒙皮层(1)厚度为0.2mm至0.6mm，第一频率选择表面层(3)的厚度为0.05mm至0.12mm，泡沫层(2)的厚度为2mm至5mm，第二频率选择表面层(4)的厚度为0.05mm至0.12mm。
6.根据权利要求1所述的薄层滤波结构，其特征在于：所述第一频率选择表面层(3)为在二维平面内以水平方向周期为D1，垂直方向周期为D2重复排列的第一阵列单元(7)构成，其中所述第一阵列单元(7)由两个相邻第一金属单元(5)以中心间距R构成，其中所述第一金属单元(5)为六边形金属贴片，金属贴片的边长为L1。
7.根据权利要求1所述的薄层滤波结构，其特征在于：D1的取值范围为3mm-9mm，D2的取值范围为1.5mm-5mm，L1的取值范围为1mm-3mm，R的取值范围为1.5mm-5mm。
8.根据权利要求1所述的薄层滤波结构，其特征在于：所述第二频率选择表面层(4)为在二维平面内以水平方向周期为D1，垂直方向周期为D2重复排列的第二阵列单元(8)构成，其中所述第二阵列单元(8)由两个相邻第二金属单元(6)构成，所述第二金属单元(6)为″米″字形金属贴片，贴片宽度为W；其中，W的取值范围为0.1mm-2mm。
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