[發(fā)明專利]用于反射面天線的雙頻帶頻率選擇表面反射板

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310055949.7
• 申請日: 2013-01-31
• 公開（公告）號: CN103151618A
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 姜文;李成凱;洪濤;于松濤;張揚;鄧兆斌;龔書喜
• 申請（專利權(quán)）人: 西安電子科技大學(xué)
• 主分類號: H01Q15/22
• 分類號: H01Q15/22
• 代理公司: 陜西電子工業(yè)專利中心 61205
• 代理人: 田文英;王品華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電子技術(shù)領(lǐng)域，更進一步涉及電磁材料技術(shù)領(lǐng)域中的一種用于反射面天線的雙頻帶頻率選擇表面反射板。本發(fā)明可用于衛(wèi)星通信、移動通信、多饋源多頻復(fù)用的反射面天線等。

背景技術(shù)

頻率選擇表面不僅能夠有效的控制入射電磁波的反射和傳輸，而且還可以對電磁波進行頻率選擇和極化選擇，對于其通帶內(nèi)的電磁波呈現(xiàn)全通特性，而對其阻帶內(nèi)的電磁波呈現(xiàn)全反射特性，具有空間濾波功能。在微波領(lǐng)域中，頻率選擇表面在多頻段復(fù)用系統(tǒng)中的重要作用，使其可用于通訊衛(wèi)星的頻段的多工器，以及多饋源多頻復(fù)用的反射面天線。

北京航空航天大學(xué)提出的專利申請“一種具有雙頻帶特性的十字螺旋FSS結(jié)構(gòu)及其構(gòu)建方法”(申請?zhí)枺?01010601816.1，公開號：CN102176543A)中公開了一種具有雙頻帶特性的十字螺旋FSS結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)由一個大尺寸的十字螺旋結(jié)構(gòu)和四個尺寸相對縮小一半的小尺寸十字螺旋結(jié)構(gòu)組成，大、小十字螺旋結(jié)構(gòu)均由十字形臂和十字末端的S形臂組成；大尺寸的十字螺旋結(jié)構(gòu)位于十字螺旋FSS結(jié)構(gòu)層的結(jié)構(gòu)單元中心，四個小尺寸的十字螺旋結(jié)構(gòu)由大尺寸十字螺旋結(jié)構(gòu)縮小一倍再旋轉(zhuǎn)45°后分別向上向左、向上向右、向下向左、向下向右平移后得到；該十字螺旋FSS的結(jié)構(gòu)層中通過使用兩種同構(gòu)但尺寸大小相異的十字螺旋結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了具有雙頻特性的通帶。但是該結(jié)構(gòu)還有不足之處：第一，該結(jié)構(gòu)使用同構(gòu)單元產(chǎn)生的雙頻通帶具有相同的特性參數(shù)，尺寸的改變會相應(yīng)地改變通帶的特性參數(shù)；第二，該結(jié)構(gòu)采用兩種形狀相似的單元，并且兩者相互嵌套，會產(chǎn)生耦合特性；第三，該結(jié)構(gòu)具有較窄的通帶帶寬特性，角度穩(wěn)定性不是很好。

北京航空航天大學(xué)提出的專利申請“一種新型對入射角穩(wěn)定的互補型頻率選擇表面”(申請?zhí)枺?01010178924.2，公開號：CN101847766A)中公開了一種新型對入射角穩(wěn)定的互補型頻率選擇表面，該互補型頻率選擇表面結(jié)構(gòu)簡單，易于加工。但是該互補型頻率選擇表面的不足之處在于針對電磁波斜入射時，隨著入射角度的增大，諧振頻率會發(fā)生偏移，高頻的頻率偏移尤其嚴重，影響頻率選擇表面的工作性能，不能滿足通信質(zhì)量的要求。

北京航空航天大學(xué)提出的專利申請“一種新型對入射角穩(wěn)定的混合型頻率選擇表面”(申請?zhí)枺?01010168139.9，公開號：CN101834327A)中公開了一種新型對入射角穩(wěn)定的混合型頻率選擇表面，該互補型頻率選擇表面結(jié)構(gòu)由外圍的金屬方框貼片和內(nèi)部的圓環(huán)貼片混合型頻率選擇表面構(gòu)成。但是該混合型頻率選擇表面的不足之處在于，混合型頻率選擇表面的結(jié)構(gòu)單元之間存在耦合，當針對電磁波斜入射時，隨著入射角度的增大，諧振頻率會發(fā)生偏移，影響頻率選擇表面的工作性能。

東南大學(xué)提出的專利申請“極化不敏感雙頻特性有源頻率選擇表面”(申請?zhí)枺?01010210448.8，公開號：CN101894990A)中公開了一種針對極化不敏感的雙頻特性有源頻率選擇表面。該有源頻率選擇表面由介質(zhì)板和金屬層構(gòu)成，金屬層置于介質(zhì)板的正面，金屬層由方形的金屬貼片和外圍的金屬方框貼片構(gòu)成，兩者之間加載有電容連接；介質(zhì)板的背面設(shè)有饋電網(wǎng)絡(luò)，饋電網(wǎng)絡(luò)由中心對稱分布的四組螺旋金屬饋線構(gòu)成，饋電網(wǎng)絡(luò)經(jīng)過金屬通孔與正面的方形金屬貼片連接。該結(jié)構(gòu)可以實現(xiàn)C波段和X波段雙頻諧振可調(diào)，實現(xiàn)極化不敏感特性。但是該極化不敏感雙頻特性有源頻率選擇表面仍然存在的不足在于，由于頻率選擇表面依賴于加載集總器件和饋電網(wǎng)絡(luò)，集總元件的生產(chǎn)加工存在一定的誤差和使用壽命，需要定期的維護；

饋電網(wǎng)絡(luò)的使用增加了該結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，周期性的展開，需要復(fù)雜的饋電網(wǎng)絡(luò)。

發(fā)明的內(nèi)容：

本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種用于反射面天線的雙頻帶頻率選擇表面反射板，不僅有效地展寬了工作帶寬，而且實現(xiàn)多頻通信的同時工作，保持斜入射角度的穩(wěn)定性以及極化的穩(wěn)定性。

本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的：

1、技術(shù)原理

實現(xiàn)本發(fā)明的基本思想是：通常情況下，某一波長的外來電磁波照射到頻率選擇表面單元上，當頻率選擇表面單元的周長與這一電磁波的波長的差值相比于入射波的波長很小時。理論上，入射電磁波將會在由頻率選擇表面單元所組成的陣列的表面上發(fā)生全反射或全透射，在頻率選擇表面的諧振頻帶外，由頻率選擇表面單元所組成的陣列將會等效成空氣或者金屬平面。根據(jù)上述思想，本發(fā)明提出一種用于反射面天線的雙頻帶頻率選擇表面反射板，可以滿足雙頻工作的特性，而且當電磁波斜入射到頻率選擇表面結(jié)構(gòu)上時，諧振頻點和工作帶寬基本不會受到影響。

2、用于反射面天線的雙頻帶頻率選擇表面反射板的結(jié)構(gòu)