[發明專利]一種超寬帶的頻率選擇表面結構的天線反射器

無效

• 申請號: 201210114661.8
• 申請日: 2012-04-18
• 公開（公告）號: CN102610925A
• 公開（公告）日: 2012-07-25
• 發明（設計）人: 楊國輝;李宛露;張桐;吳群;傅佳輝;孟繁義;張狂
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: H01Q15/14
• 分類號: H01Q15/14;H01P1/20
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 張宏威

技術領域

本發明涉及一種天線反射器。

背景技術

近十幾年來，頻率選擇表面(FSS)已經成為了熱點研究問題之一，在現代工程應用中十分廣泛，FSS對電磁波的反射和透射具有良好的選擇性，對通帶內的電磁波呈現全通特性，對阻帶內的電磁波呈現全反射特性，使其在現代軍事工程得到廣泛的應用。在設計FSS時，除了考慮其頻率特性的中心頻率外，對入射波的角度穩定性、小型化尺寸、帶寬等因素都是研究的范圍。目前研究學者對頻率選擇表面的各個特性都進行了一定的研究，然而較窄的帶寬是大多數傳統頻率選擇表面面臨的主要問題。而近年來，人們對超寬帶技術具有很大的研究興趣，特別是應用在超寬帶通信系統中的超寬帶天線的研究，相應的，應用在天線副反射截面的FSS也應該具有超寬帶特性，才能滿足系統的需要。因此如何提高FSS的帶寬也逐漸稱為人們研究的目標。

發明內容

本發明是為了解決現有的頻率選擇表面的帶寬較窄的問題，從而提供一種超寬帶的頻率選擇表面結構的天線反射器。

一種超寬帶的頻率選擇表面結構的天線反射器，它包括介質層和兩個金屬貼片，所述一個金屬貼片的下表面固定在介質層的上表面上；另一個金屬貼片的上表面固定在介質層的下表面上；每個金屬貼片上均加工有N個FFS單元，所述N個FFS單元在同一平面內組成頻率選擇表面結構，每個FFS單元的面積相同；N為正整數；

每個FFS單元中均包括四個相同的子FFS單元，所述每個子FFS單元均包括一號金屬臂、三個二號金屬臂和三個三號金屬臂，所述一個二號金屬臂的一端固定在一號金屬臂的首端，該二號金屬臂與一號金屬臂相互垂直；其余兩個二號金屬臂的一端分別垂直固定在一號金屬臂上；三個二號金屬臂均位于一號金屬臂的同一側且相互平行等間距設置；

三個三號金屬臂首端分別固定在三個二號金屬臂的另一端，所述三個三號金屬臂相互平行等間距設置；所述三號金屬臂與一號金屬臂相互平行；

四個子FFS單元固定為一體，且四個一號金屬臂的末端連接在一起呈“十”字形設置。

本發明具有超寬的頻帶范圍；并且本發明具有極高的角度穩定性，本發明在微波頻段天線工程技術領域里具有實用價值和廣闊的應用前景。

附圖說明

圖1是本發明的結構示意圖；圖2是本發明的一個FFS單元的結構示意圖；圖3是不同的三號金屬臂的長度下，本發明結構的傳輸特性示意圖；圖4是不同的角度電磁波入射時，本發明結構的傳輸特性示意圖。

具體實施方式

具體實施方式一、結合圖1和圖2說明本具體實施方式，一種超寬帶的頻率選擇表面結構的天線反射器，它包括介質層1和兩個金屬貼片2，所述一個金屬貼片2的下表面固定在介質層1的上表面上；另一個金屬貼片2的上表面固定在介質層1的下表面上；每個金屬貼片2上均加工有N個FFS單元，所述N個FFS單元在同一平面內組成頻率選擇表面結構，每個FFS單元的面積相同；N為正整數；

每個FFS單元中均包括四個相同的子FFS單元，所述每個子FFS單元均包括一號金屬臂21、三個二號金屬臂22和三個三號金屬臂23，所述一個二號金屬臂22的一端固定在一號金屬臂21的首端，該二號金屬臂22與一號金屬臂21相互垂直；其余兩個二號金屬臂22的一端分別垂直固定在一號金屬臂21上；三個二號金屬臂22均位于一號金屬臂21的同一側且相互平行等間距設置；

三個三號金屬臂23的首端分別固定在三個二號金屬臂22的另一端，所述三個三號金屬臂23相互平行等間距設置；所述三號金屬臂23與一號金屬臂21相互平行；

四個子FFS單元固定為一體，且四個一號金屬臂21的末端連接在一起呈“十”字形設置。

本發明中，將N個FFS單元在平面內沿水平和垂直方向進行周期排列，即可形成本發明的FSS結構。本發明中，三號金屬臂的長度、以及間隔距離的不同，直接決定了FSS等效電路中的等效電感和等效電容的值，從而影響其小型化特性。而在介質層的上下兩層均放置金屬FSS層，可以決定其超寬帶特性的帶寬。

本發明具有以下特點：1、超寬的頻帶范圍；2、極高的角度穩定性；3、具有一定的小型化特性；4、通過改變最外面金屬帶條的寬度可以調整小型化尺寸和帶寬。本發明結構簡單，加工方便，在微波頻段天線工程技術領域里具有實用價值和廣闊的應用前景。

具體實施方式二、本具體實施方式與具體方式一所述的一種超寬帶的頻率選擇表面結構的天線反射器的區別在于，介質層1的厚度h為1.6mm。