[發(fā)明專利]一種使用溫度控制通帶開關(guān)的空間濾波器

無效

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• 申請日: 2013-06-24
• 公開（公告）號: CN103346367A
• 公開（公告）日: 2013-10-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳新;高勁松;王巖松
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機械與物理研究所
• 主分類號: H01P1/20
• 分類號: H01P1/20
• 代理公司: 長春菁華專利商標(biāo)代理事務(wù)所 22210
• 代理人: 陶尊新

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于微波技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種使用溫度控制通帶開關(guān)的空間濾波器。

背景技術(shù)

頻率選擇表面（FrequencySelectiveSurface,FSS）是由周期性排布的金屬貼片單元或金屬屏上周期性排列的開孔單元構(gòu)成的一種二維周期陣列結(jié)構(gòu)，它能使電磁波在諧振頻率處發(fā)生全反射或全透射，因此是一種對電磁波頻率有選擇作用的空間濾波器。

FSS作為帶通濾波器在微波領(lǐng)域里具有廣泛的應(yīng)用。如采用FSS制備卡賽格倫天線的二色性副反射面，可以使兩個不同頻率的饋源共用同一個反射面，節(jié)省了系統(tǒng)空間；使用FSS技術(shù)制備雷達罩，可降低飛行兵器天線的帶外雷達散射截面，從而實現(xiàn)雷達隱身功能；將FSS結(jié)構(gòu)作為建筑物的墻壁或門窗的夾層，可實現(xiàn)特定頻段的電磁波傳輸，而屏蔽其他頻段的信號。

然而當(dāng)上述產(chǎn)品制備完成后，利用FSS實現(xiàn)的帶通濾波特性便無法改變。對于卡賽格倫系統(tǒng)，二色性副反射面無法根據(jù)需求選擇饋源；傳統(tǒng)的FSS雷達罩面對敵方探測雷達與己方制導(dǎo)雷達頻段相同的情況，因無法屏蔽該頻段電磁波而失去隱身功能；而屏蔽室也不能根據(jù)實際需要實現(xiàn)全頻段屏蔽。這種局限性使得傳統(tǒng)的FSS作為空間濾波器在應(yīng)用中難以滿足實際需求。

公開號為CN103022602A的中國專利，公開了一種具有開關(guān)功能的智能空間濾波器，該濾波器采用導(dǎo)電聚合物與固態(tài)電解質(zhì)組成的混合物作為雙層FSS帶通濾波器的中間夾層，通過FSS的金屬層對混合物夾層施加電場，控制夾層材料在導(dǎo)體與絕緣體之間進行轉(zhuǎn)換，可實現(xiàn)該雙層FSS濾波器的頻率選擇功能或全頻段屏蔽，即實現(xiàn)通帶開、關(guān)功能，但是混合物夾層材料的制備過程比較繁瑣，同時濾波器需要外接電路，并且還要在FSS金屬層上制備電極，這會對FSS單元的諧振特性產(chǎn)生影響。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有的FSS應(yīng)用過程中濾波特性無法改變，且雙層FSS濾波器制備繁瑣的問題，而提供一種使用溫度控制通帶開關(guān)的空間濾波器。

一種使用溫度控制通帶開關(guān)的空間濾波器，該濾波器包括夾芯層、粘接層、頻率選擇表面金屬層、頻率選擇表面基底層、熱致相變材料層和控溫裝置，所述的夾芯層與兩側(cè)的粘接層緊密接觸，粘接層與兩側(cè)的頻率選擇表面金屬層緊密接觸，頻率選擇表面金屬層與兩側(cè)的頻率選擇表面基底層緊密接觸，頻率選擇表面基底層與兩側(cè)的熱致相變材料層緊密接觸，所述的控溫裝置通過調(diào)節(jié)溫度對熱致相變材料層進行控制。

本發(fā)明的工作原理：本發(fā)明的一種使用溫度控制通帶開關(guān)的空間濾波器，所述的熱致相變材料在某一溫度T存在相變，可由金屬態(tài)轉(zhuǎn)換為絕緣態(tài)，或由絕緣態(tài)轉(zhuǎn)換為金屬態(tài)，以二氧化釩為例，在溫度為68℃時存在相變，在68℃以下二氧化釩表現(xiàn)出電介質(zhì)特性，對微波頻段的電磁波透明，該結(jié)構(gòu)的濾波器表現(xiàn)出濾波特性；在68℃以上二氧化釩具有金屬導(dǎo)電性能，可以屏蔽微波波段的電磁波，使該濾波器不再具有濾波特性，通過調(diào)節(jié)控溫裝置,對熱致相變材料層進行加熱或制冷，可實現(xiàn)控制該空間濾波器通帶的開、關(guān)功能。

本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明提供了一種使用溫度控制通帶開關(guān)的空間濾波器，與傳統(tǒng)的FSS空間濾波器相比，該濾波器既能在某一特定頻段實現(xiàn)通帶，使該頻段的電磁波透過而將其他頻段電磁波濾掉，也能根據(jù)實際需求做出調(diào)整，將通帶關(guān)閉實現(xiàn)全頻段電磁波屏蔽；與采用導(dǎo)電聚合物和固態(tài)電解質(zhì)組成的混合物作為夾層材料制備的雙層FSS濾波器相比，本發(fā)明的濾波器結(jié)構(gòu)簡單，并且制備和操作也更加方便，提高了FSS作為空間濾波器的實際應(yīng)用性及可靠性。

附圖說明

圖1本發(fā)明一種使用溫度控制通帶開關(guān)的空間濾波器結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2本發(fā)明一種使用溫度控制通帶開關(guān)的空間濾波器的頻率選擇表面金屬層圖形尺寸示意圖。

圖3本發(fā)明一種使用溫度控制通帶開關(guān)的空間濾波器在通帶開、關(guān)兩種狀態(tài)下對正入射電磁波的傳輸特性對比圖。

具體實施方式