CN113690627A - Wifi双频段带阻型频率选择表面 - Google Patents

Wifi双频段带阻型频率选择表面 Download PDF

Info

Publication number
CN113690627A
CN113690627A CN202110979068.9A CN202110979068A CN113690627A CN 113690627 A CN113690627 A CN 113690627A CN 202110979068 A CN202110979068 A CN 202110979068A CN 113690627 A CN113690627 A CN 113690627A
Authority
CN
China
Prior art keywords
patch
frequency selection
wifi
band
selection surface
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
Application number
CN202110979068.9A
Other languages
English (en)
Inventor
桂丁
胡林
赵德双
梁木生
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
University of Electronic Science and Technology of China
Original Assignee
University of Electronic Science and Technology of China
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by University of Electronic Science and Technology of China filed Critical University of Electronic Science and Technology of China
Priority to CN202110979068.9A priority Critical patent/CN113690627A/zh
Publication of CN113690627A publication Critical patent/CN113690627A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

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
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P1/00—Auxiliary devices
    • H01P1/20—Frequency-selective devices, e.g. filters

Landscapes

  • Aerials With Secondary Devices (AREA)

Abstract

本发明公开了一种WIFI双频段带阻型频率选择表面，属于微波滤波技术领域。该频率选择表面由若干个相同的单元结构周期排列组成；单元结构包括介质基板、设置于介质基板正面的金属层；金属层包括圆环形贴片、以及设置于圆环形贴片内的正方形环贴片。本发明通过选择合适的谐振结构并精确设置谐振单元的尺寸参数，可对2.2GHz‑2.79GHz、4.98GHz‑5.87GHz频段的信号进行反射并透射其他频段的信号，实现了在回收耗散到空间的WIFI信号的同时，不对室内的正常通信造成干扰。

Description

WIFI双频段带阻型频率选择表面
技术领域
本发明涉及WIFI双频段的频率选择表面，属于微波滤波技术领域。
背景技术
频率选择表面(Frequency Selective Surface，FSS)是指由介质基底上周期性排布的金属贴片单元或孔径单元组成的一维或二维周期结构，具有带通(孔径型FSS)或带阻(贴片型FSS)等滤波特性，本质上是一种空间滤波器。频率选择表面所呈现的这种在开放空间的电磁波滤波器功能,使其在科学和工程等领域(特别是在国防军工领域)具有很大的应用价值,一直是微波和天线学者们研究的一个重要方向。FSS单元的形状、尺寸、介质加载方式以及周期排列方式，都将影响频率响应特性。随着互联网时代的到来，室内的无线通信系统，如个人移动通信网、无线传感器网络、智能家庭网等正迅猛发展。人们在诸如办公室、超市、家庭或会议厅等室内场所利用WIFI传送大量的数据，5G时代的到来，无线通信传输的信息量呈爆发式增长，航空舱、智能工厂、无人超市等智能化的不断发展对高速率、大容量、多接入设备通信的需求日益提高，人们对于室内无线传输速度的要求也越来越高，并且WIFI所使用的功耗大大增加，如何节省能源与提升传输速率，实现绿色通信成为当前可持续发展亟须解决的问题。在室内通信的场景下，可以将FSS以墙纸的形式贴在室内周围的墙壁上，实现对WIFI信号的反射，而不影响周围通信性能。而如何设计频率选择表面的结构使其达到目标的响应特性，使其能够回收耗散到空间WIFI信号，又不对室内的正常通信造成干扰就成为了当前必须解决的技术问题。
发明内容
为了解决背景技术中提出的问题，本发明提供了一种WIFI双频段带阻型频率选择表面。该结构可对2.2GHz-2.79GHz、4.98GHz-5.87GHz频段的信号进行反射并透射其他频段的信号，实现了在回收耗散到空间的WIFI信号的同时，不对室内的正常通信造成干扰。
本发明采用的技术方案如下的：
一种WIFI双频段带阻型频率选择表面，该频率选择表面由若干个相同的单元结构周期排列组成；其特征在于，所述单元结构包括介质基板、设置于介质基板正面的金属层；所述金属层包括圆环形贴片、以及设置于圆环形贴片内的正方形环贴片；所述介质基板、圆环形贴片、正方形环贴片的中心重合。
进一步地，所述介质基板的长、宽均为28.0013mm，厚度为1.0192mm，所采用的材料为FR-4，相对介电常数为4.3；所述圆环形贴片的外直径d1为26.0712mm，内直径d2为24.8024mm；所述正方形环贴片的外侧边长L为16.0724mm，其线宽W为2.0039mm。
FSS它对电磁波的响应特性随着频率而变化，当FSS受到电磁波照射时，其金属表面上会产生感应电流，在特定电磁波频率下，感应电流激发的散射场与原来的电磁场发生抵消，从而使电磁波不能通过FSS，形成反射，而在其它电磁波频率下，感应电流激发的散射场不能抵消原来的电磁场，从而部分或全部电磁波能顺利地通过FSS，其中心工作频率和带宽由单元结构的谐振频率、周期性分布的形式(单元之间的距离)和基片的厚度决定，二维周期结构同时表现出容性电抗和感性电抗，每一个单元格都可以等效为L-C振荡电路，采用复合式FSS结构。本发明的频率选择表面周期单元，由两种基本单元结构一个圆环形贴片和正方形环贴片，通过选择合适的谐振结构并精确设置谐振单元的尺寸参数，使圆环形贴片反射2.4GHz附近频率范围的WIFI信号，正方形环贴片反射5GHz-5.8GHz频率范围的WIFI信号，并且两种贴片还同时存在互耦以达到工作频率为2.4GHz-2.48GHz、5GHz-5.8GHz频段。本发明的结构简单、易于加工，能够以墙纸的形式贴在墙壁上将工作频率为2.4GHz-2.48GHz、5GHz-5.8GHz频段的WIFI信号反射回室内进行利用，并透射其他频段的信号，能够减少能量的消耗，并且频率选择表面具有较宽的阻带以及较好的入射角稳定性。
附图说明
图1为本发明的频率选择表面的结构示意图。
图2为本发明实施例的TE极化时不同入射角的传输系数曲线图。
图3为本发明实施例的TM极化时不同入射角的传输系数曲线图。
图4为本发明的频率选择表面周期排布结构示意图。
附图表号说明：1代表介质基板，2代表圆环形贴片，3代表正方形环贴片。
具体实施方式
如图4所示，本实施例的频率选择表面由若干个相同的单元结构周期排列组成，如图1所示，每个单元结构均包括介质基板、设置于介质基板正面的金属层；所述金属层包括圆环形贴片、以及设置于圆环形贴片内的正方形环贴片；所述介质基板、圆环形贴片、正方形环贴片的中心重合。
金属层的材料为铜；圆环形贴片的外直径d1为26.0712mm，内直径d2为24.8024mm；正方形环贴片的外侧边长L为16.0724mm，其线宽W为2.0039mm。
介质基板的长、宽均为28.0013mm，厚度为1.0192mm，所采用的材料为FR-4，相对介电常数为4.3。
从图2、图3中可以看出频率选择表面工作在两个频率范围，在TE极化与TM极化时不同入射角对工作频率范围的影响为：
以0°的角度入射时，在TE极化时，工作频率范围为2.23GHz-2.65GHz和5GHz-6.4GHz，在TM极化时为，工作频率范围为2.21GHz-2.64GHz和5GHz-6.40GHz。
以15°的角度入射时，在TE极化时，工作频率范围为2.21GHz-2.64GHz和4.96GHz-6.23GHz，在TM极化时为，工作频率范围为2.23GHz-2.64GHz和4.98GHz-6.26GHz。
以30°的角度入射时，在TE极化时，工作频率范围为2.21GHz-2.67GHz和4.79GHz-5.93GHz，在TM极化时为，工作频率范围为2.28GHz-2.64GHz和4.95GHz-6.06GHz。
以45°的角度入射时，在TE极化时，工作频率范围为2.18GHz-2.70GHz和4.59GHz-5.70GHz，在TM极化时为，工作频率范围为2.35GHz-2.66GHz和4.92GHz-5.85GHz。
本发明所提出的频率选择表面在单层介质基板上制作，工艺简单，易于加工，成本低廉，能够以墙纸的形式贴在墙壁上；同时本发明的频率选择表面具有双频的工作频率范围，能够反射WIFI工作频率2.4GHz-2.48GHz与5GHz-5.8GHz的信号，并且透过其他频率的信号，节省能源，并且不影响正常通信以及在TE极化与TM极化的0-45°都有较好的入射角稳定性。

Claims (2)

1.一种WIFI双频段带阻型频率选择表面，该频率选择表面由若干个相同的单元结构周期排列组成；其特征在于，所述单元结构包括介质基板、设置于介质基板正面的金属层；所述金属层包括圆环形贴片、以及设置于圆环形贴片内的正方形环贴片；所述介质基板、圆环形贴片、正方形环贴片的中心重合。
2.如权利要求1所述的一种WIFI双频段带阻型频率选择表面，其特征在于，所述介质基板的长、宽均为28.0013mm，厚度为1.0192mm，所采用的材料为FR-4，相对介电常数为4.3；所述圆环形贴片的外直径d1为26.0712mm，内直径d2为24.8024mm；所述正方形环贴片的外侧边长L为16.0724mm，其线宽W为2.0039mm。
CN202110979068.9A 2021-08-25 2021-08-25 Wifi双频段带阻型频率选择表面 Pending CN113690627A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110979068.9A CN113690627A (zh) 2021-08-25 2021-08-25 Wifi双频段带阻型频率选择表面

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110979068.9A CN113690627A (zh) 2021-08-25 2021-08-25 Wifi双频段带阻型频率选择表面

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN113690627A true CN113690627A (zh) 2021-11-23

Family

ID=78582177

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110979068.9A Pending CN113690627A (zh) 2021-08-25 2021-08-25 Wifi双频段带阻型频率选择表面

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113690627A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117559094A (zh) * 2023-11-21 2024-02-13 曲阜师范大学 一种太赫兹波带通带阻滤波器件及其使用方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105244619A (zh) * 2015-11-12 2016-01-13 电子科技大学 双频带宽带频率选择表面
CN107302138A (zh) * 2017-06-29 2017-10-27 昆山睿翔讯通通信技术有限公司 一种基于频率选择表面的手机射频天线收发系统
US20190386364A1 (en) * 2018-06-14 2019-12-19 Edward Liang Angle of incidence-stable frequency selective surface device
WO2021009893A1 (ja) * 2019-07-18 2021-01-21 日本電信電話株式会社 周波数選択板

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105244619A (zh) * 2015-11-12 2016-01-13 电子科技大学 双频带宽带频率选择表面
CN107302138A (zh) * 2017-06-29 2017-10-27 昆山睿翔讯通通信技术有限公司 一种基于频率选择表面的手机射频天线收发系统
US20190386364A1 (en) * 2018-06-14 2019-12-19 Edward Liang Angle of incidence-stable frequency selective surface device
WO2021009893A1 (ja) * 2019-07-18 2021-01-21 日本電信電話株式会社 周波数選択板

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
SHAIK VAHIDA等: "A single layer tri-band frequency selective surface for WiFi and amateur radio applications", 《2017 IEEE INTERNATIONAL CONFERENCE ON SMART TECHNOLOGIES AND MANAGEMENT FOR COMPUTING, COMMUNICATION, CONTROLS, ENERGY AND MATERIALS (ICSTM)》, 30 October 2017 (2017-10-30), pages 1 - 3 *
XIONG XIONG 等: "WiFi band-stop FSS for increased privacy protection in smart building", 《2015 IEEE 6TH INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON MICROWAVE, ANTENNA, PROPAGATION, AND EMC TECHNOLOGIES (MAPE)》, 14 July 2016 (2016-07-14), pages 1 - 3 *
束文生: "柔性双频段频率选择表面膜的模块化设计", 《空间电子技术》, no. 02, 25 April 2020 (2020-04-25) *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117559094A (zh) * 2023-11-21 2024-02-13 曲阜师范大学 一种太赫兹波带通带阻滤波器件及其使用方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2573864B1 (en) Man-made microstructure and artificial electromagnetic material
CN112332109B (zh) 一种基于2.5d结构的宽带透波型频率选择吸波体
CN102570058B (zh) 复合式多天线系统及其无线通信装置
CN106602252B (zh) 网格方环加载过孔结构的2.5维超宽带移动通信天线罩
US10784574B2 (en) Antenna
CN106299628B (zh) 一种天线和无线路由器
CN104466399A (zh) 一种微带天线及其滤除干扰信号的方法、移动终端
CN103392263A (zh) 一种天线系统
CN109586039B (zh) 一种吸/透特性石墨烯频选复合超材料周期结构及天线罩
CN105789912A (zh) 吸波超材料、天线罩和天线系统
CN205211937U (zh) 一种具有滤波特性的宽带缝隙天线
CN109193167B (zh) 高谐振点对低谐振点的比值为低值的小型化频率选择表面
CN105428802A (zh) 一种具有滤波特性的宽带缝隙天线
CN204696241U (zh) 超宽带天线
CN103545607A (zh) 一种宽频带高增益Fabry-Perot谐振天线
CN107425290B (zh) 一种双边陡降带宽可调频率选择表面
CN113690627A (zh) Wifi双频段带阻型频率选择表面
CN109638466A (zh) 一种用于提高超宽带天线增益的超材料频率选择表面结构
CN207542393U (zh) 一种齿状超宽带天线
CN110600885B (zh) 一种具有吸收-反射-吸收特性的频率选择表面
Sen et al. Design of a wide band Frequency Selective Surface (FSS) for multiband operation of reflector antenna
Goodwill et al. Dual band CSSRR inspired microstrip patch antenna for enhancing antenna performance and size reduction
CN102509868A (zh) 基于微带馈电的改进型椭圆贴片超宽带天线的设计方法
CN202142638U (zh) 一种基于互补裂环谐振器的超宽带带阻天线
CN203521620U (zh) 具有阻带特性的微带天线

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
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20211123