[發明專利]一種2.5維閉合環型頻率選擇表面結構及其設計方法

有效

• 申請號: 201710586366.5
• 申請日: 2017-07-18
• 公開（公告）號: CN107394410B
• 公開（公告）日: 2023-08-01
• 發明（設計）人: 何小祥;華博宇;楊陽;周春;高瑾;鄭景明;冒晨陽;劉婷
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: H01Q15/00
• 分類號: H01Q15/00
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 賀翔

1.一種2.5維閉合環型頻率選擇表面結構，其特征在于，包含：第一金屬貼片層、中間介質層、第二金屬貼片層及多個金屬化過孔，第一金屬貼片層、中間介質層及第二金屬貼片層依序壓合在一起，該金屬化過孔貫穿于上述的第一金屬貼片層、中間介質層及第二金屬貼片層；該第一金屬貼片層的單元形狀為一個矩形，貼片形狀為多個緊密排布并間隔出現的圓角條狀貼片，貼片的兩端各設有一個圓形孔，其直徑與金屬化過孔直徑相同，一部分圓角條狀貼片在單元中心相間圍繞成一個六邊形環，另一部分圓角條狀貼片在六邊形環周圍一定距離處相間構成了六個半六邊形環，兩個第一金屬貼片層單元邊緣的半六邊形環兩兩拼接后構成一個與中心的六邊形環完全相同的完整六邊形環，整個單元在平面周期延拓后，呈現緊密排列的六邊形環陣列；該第二金屬貼片層，其單元為與第一金屬貼片層的單元大小相同的矩形，貼片的形狀與第一金屬貼片層的貼片的形狀完全相同，該第二金屬貼片層的貼片出現的位置與第一金屬貼片層的貼片相交錯，二者互補，二者兩端的圓形孔交錯重疊，重疊的圓形孔處均存在金屬化過孔。

2.根據權利要求1所述的2.5維閉合環型頻率選擇表面結構，其特征在于，所述的中間介質層采用FR4環氧玻璃布層壓板。

3.根據權利要求1或2所述的2.5維閉合環型頻率選擇表面結構，其特征在于，所述的頻率選擇表面結構加工時選擇n*n個單元組成完整結構，即為(n*p1)毫米*(n*p2)毫米，其中p1和p2為頻率選擇表面結構的單元寬和長，n為正整數且大于等于3。

4.一種2.5維閉合環型頻率選擇表面的設計方法，基于權利要求1所述的結構，其特征在于，包括步驟如下：

1)根據2.5維閉合環型頻率選擇表面諧振頻點計算公式推導出其總邊長，確定頻率選擇表面的單元中金屬貼片層的六邊形邊長和金屬化過孔的深度；

2)根據頻率選擇表面工作帶寬的需求決定2.5維閉合環兩兩之間的距離，得到頻率選擇表面單元的具體尺寸；

3)通過調整金屬化過孔的半徑、圓角條狀貼片的金屬片寬度及包圍金屬化過孔的圓角金屬線寬的參數對頻率選擇表面的濾波特性進行微調；

4)選擇加工材料，采用覆銅箔層壓板技術生產所設計的頻率選擇表面成品。

5.根據權利要求4所述的2.5維閉合環型頻率選擇表面的設計方法，其特征在于，所述的2.5維閉合環為由第一金屬貼片層的金屬貼片、金屬化過孔以及第二金屬貼片層的金屬貼片交織組成的金屬閉合環路結構。

6.根據權利要求4所述的2.5維閉合環型頻率選擇表面的設計方法，其特征在于，所述的步驟3)中對頻率選擇表面濾波特性的微調具體方法如下：增大金屬化過孔的半徑，降低諧振頻點，提高頻率選擇表面的小型化程度，同時提高阻帶的帶寬；在不改變整體六邊形陣列的前提下，增大/縮小圓角條狀貼片的金屬片的寬度，圓角條狀貼片的金屬片的寬度等于金屬化過孔的直徑2r時，其斜入射性能最穩定；在不改變整體六邊形陣列的前提下，增大/縮小包圍金屬化過孔的圓角金屬線寬，當包圍金屬化過孔的金屬線寬g等于閉合六邊環間距s時，其斜入射性能最穩定。