[發明專利]一種廣角和偏振無關的雪花形FSS吸波器

在審

• 申請號: 201910397307.2
• 申請日: 2019-05-14
• 公開（公告）號: CN110212307A
• 公開（公告）日: 2019-09-06
• 發明（設計）人: 喻子穎;王毅;曹群生
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: H01Q17/00
• 分類號: H01Q17/00
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 施昊

本發明公開了一種廣角和偏振無關的雪花形FSS吸波器，包含介質基板、設置在介質基板上表面的雪花形FSS單元以及設置在介質基板下表面的金屬地板；雪花形FSS單元包含6條形的雪花枝節，這6條雪花枝節的形狀和大小相同；每條雪花枝節的頂部為兩條分叉的枝干，這兩條枝干的下端連接一條直線形主干，該直線形主干延伸至雪花形FSS單元的中心點，從而使6條雪花枝節通過各自的直線形主干相連于該中心點；每條雪花枝節還包含兩條與其直線形主干垂直相交的橫枝，這兩條橫枝的長度和寬度相同；每條雪花枝節頂端的兩條分叉枝干夾角為60°；相鄰兩條雪花枝節在中心點處夾角為60°。本發明提高了吸波器的極化穩定性與角度穩定性。

技術領域

本發明屬于電磁場與微波技術領域，特別涉及了一種FSS吸波器。

背景技術

超材料吸波器是一種結構性吸波體，由金屬結構、介質基板以及金屬地板組成的吸波單元構成，最早應用于軍事領域，現已擴展到電磁兼容、電磁污染防護、通訊系統等多個應用領域，具有體積小、重量輕、價格低等優點，是材料研究領域的一個重要課題。頻率選擇表面(Frequency selective surface，FSS)就是其中最常用的技術之一。FSS是一種由介質基片上的導電陣列或孔徑元件組成的周期陣列結構，在雷達天線罩、反射面天線、吸波材料等工程中取得了廣泛的應用。

在大多數的研究分析中，FSS都是默認為無限大平面周期性的結構。但是，實際上頻率選擇表面是有限的，甚至是曲面的，這就要求FSS應有較高的角度穩定性與極化穩定性，從而使得FSS吸波器的實際效果與仿真結果更為貼近，也使得FSS吸波器能夠在曲面與共形方面獲得更為廣泛的應用。

發明內容

為了解決上述背景技術提到的技術問題，本發明提出了一種廣角和偏振無關的雪花形FSS吸波器，提高了吸波器的極化穩定性與角度穩定性。

為了實現上述技術目的，本發明的技術方案為：

一種廣角和偏振無關的雪花形FSS吸波器，所述雪花形FSS吸波器包含介質基板、設置在介質基板上表面的雪花形FSS單元以及設置在介質基板下表面的金屬地板；所述雪花形FSS單元包含6條“￥”形的雪花枝節，這6條雪花枝節的形狀和大小相同；每條雪花枝節的頂部為兩條分叉的枝干，這兩條枝干的下端連接一條直線形主干，該直線形主干延伸至雪花形FSS單元的中心點，從而使6條雪花枝節通過各自的直線形主干相連于該中心點；每條雪花枝節還包含兩條與其直線形主干垂直相交的橫枝，這兩條橫枝的長度和寬度相同；每條雪花枝節頂端的兩條分叉枝干的夾角為60°；相鄰兩條雪花枝節在中心點處的夾角為60°。

基于上述技術方案的優選方案，所述介質基板的材質為聚四氟乙烯。

基于上述技術方案的優選方案，所述介質基板的厚度為0.5mm。

基于上述技術方案的優選方案，所述金屬地板的材質為銅。

基于上述技術方案的優選方案，所述金屬地板的厚度為0.01mm。

采用上述技術方案帶來的有益效果：

本發明設計的雪花形結構，針對不同的極化角phi，吸收曲線幾乎完全重合，具有極高的極化穩定性，體現了“偏振無關”。并且，在TE與TM模式下，斜入射角theta從0°逐漸增加到80°時，FSS吸波器工作頻率偏移程度小，工作頻率對應的吸波率始終維持在80％以上，實現了良好的角度穩定性，體現了“廣角”。此外，介質基板采用柔性材料聚四氟乙烯)，使得該吸波器具有較好的彎曲與共形能力。

附圖說明

圖1是本發明的頂視圖；

圖2是本發明的細節圖；

圖3是本發明的側視圖；

圖4是本發明吸波器的反射系數S11與吸波率示意圖；