[發明專利]耦合型寬帶有源頻率選擇表面有效

申請號：	201811210802.X	申請日：	2018-10-17
公開（公告）號：	CN109273859B	公開（公告）日：	2020-08-11
發明（設計）人：	傅佳輝;張志一;梁智銘;趙宇霖;陳晚;呂博;王哲飛	申請（專利權）人：	哈爾濱工業大學
主分類號：	H01Q15/00	分類號：	H01Q15/00
代理公司：	哈爾濱華夏松花江知識產權代理有限公司 23213	代理人：	岳昕
地址：	150001 黑龍***	國省代碼：	黑龍江;23
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摘要：
搜索關鍵詞：	耦合寬帶有源頻率選擇表面
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【說明書】：

耦合型寬帶有源頻率選擇表面，涉及有源頻率選擇表面領域，為了解決現有AFSS的損耗大，電磁波的透射率低，帶寬窄，極化和斜入射穩定性差的問題。金屬層和介質層緊密交替排布；頂層金屬層的金屬單元包括4個正方形貼片和8個一半的C形焊盤；4個正方形貼片位于金屬單元的4個角，相鄰2個正方形貼片的相對的兩條邊上均設置有一半的C形焊盤，相鄰的2個C形焊盤之間留有空隙；豎直方向相鄰的2個C形焊盤上設有1個二極管；中間層金屬層的金屬單元為正方形框；底層金屬層的金屬單元與頂層金屬層的金屬單元的結構相同；水平方向相鄰的2個C形焊盤上設有1個二極管。本發明的帶寬較寬、透射率高、損耗低，對極化方式以及斜入射角度不敏感性。

技術領域

本發明涉及有源頻率選擇表面領域。

背景技術

現有的FSS研究多集中于現有無源的FSS，并在寬帶化、小型化等方面取得了諸多進展，但由于其不可調諧性，一旦它設計并加工出來，則傳輸特性就無法再進行改變，具有一定的局限性。例如，基于現有無源FSS的雷達罩雖然可以實現己方工作頻段外的隱身，但為了保證內部天線的正常輻射，FSS在內部天線的工作頻段上必須呈透射特性，當敵方探測雷達的工作頻段與己方頻段有所重疊時，就會失去隱身功能。

針對FSS性能固定無法調諧的缺點，有源頻率選擇表面(AFSS)提供了解決方案，AFSS是在傳統無源FSS的基礎上加載可控的部分，如電控元件、光控元件和溫控元件等，通過外部激勵的改變來有效控制AFSS的傳輸特性，即可彌補現有FSS的缺陷性，在諸多復雜應用場景中，尤其是多模復合制導武器中具有重大的戰略意義。

然而現有AFSS的損耗太大，電磁波的透射率過低，透射狀態下S21-1dB的帶寬較窄，無法滿足當前的寬帶應用需求，極化和斜入射穩定性也并不令人滿意。

本發明主要針對AFSS中“屏蔽”與“透射”狀態可切換的“開關型AFSS”這一特定功能的AFSS進行研究，其性能指標主要著重于其寬帶特性、高透射率、低損耗、極化不敏感性以及斜入射角度不敏感性。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有AFSS的損耗大，電磁波的透射率過低，透射狀態下帶寬較窄，極化和斜入射穩定性差的問題，從而提供耦合型寬帶有源頻率選擇表面。

本發明所述的耦合型寬帶有源頻率選擇表面，包括3層金屬層和2層介質層，金屬層和介質層由上至下緊密交替排布；

每層金屬層均包括多個陣列式排布的正方形金屬單元；

頂層金屬層的金屬單元包括4個正方形貼片1和8個一半的C形焊盤2；

4個正方形貼片1位于金屬單元的4個角，相鄰2個正方形貼片的相對的兩條邊上均設置有一半的C形焊盤2，一半的C形焊盤2與相鄰金屬單元的一半的C形焊盤2形成一個完成的C形焊盤2，相鄰的2個C形焊盤2之間留有空隙；豎直方向相鄰的2個C形焊盤2上設有1個二極管3；

中間層金屬層的金屬單元為正方形框，與相鄰的正方形框接觸；

底層金屬層的金屬單元與頂層金屬層的金屬單元的結構相同；水平方向相鄰的2個C形焊盤2上設有1個二極管3。

優選的是，金屬層的厚度均為0.018mm，介質層的厚度h均為1.575mm。

優選的是，正方形金屬單元的邊長a為4.2mm，正方形貼片1的邊長L₀為1.9mm，相鄰正方形貼片1之間的間隔w為2.3mm。