[發明專利]一種具有超寬入射角穩定性的頻率選擇表面及其設計方法

有效

• 申請號: 202011298135.2
• 申請日: 2020-11-18
• 公開（公告）號: CN112952391B
• 公開（公告）日: 2022-05-20
• 發明（設計）人: 金城;呂奇皓;張彬超;曹凱淇;黎亮
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: H01Q15/00
• 分類號: H01Q15/00
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 高會允;仇蕾安

1.一種具有超寬入射角穩定性的頻率選擇表面，其特征在于，包括：介質板、位于介質板上表面的諧振結構、位于介質板下表面的饋電結構和連通介質板上下表面的金屬通孔；

所述諧振結構包括兩條上平行微帶線、兩個尺寸相同的長方形金屬貼片以及位于兩長方形金屬貼片中間的變容二極管；兩長方形金屬貼片位于兩條上平行微帶線之間；

所述變容二極管兩側饋線通過所述金屬通孔連接至所述饋電結構；

介質板表面為矩形時，選取一個邊為x方向，與x方向垂直的另一邊為y方向；

其中兩條上平行微帶線位于所述介質板上表面的兩條邊上，二者平行放置，且沿x方向分布，長度為p，寬度為w1；

兩長方形金屬貼片邊長為d×d/2,二者平行放置，位于兩條所述上平行微帶線之間；長方形金屬貼片的長邊沿y方向；

所述變容二極管嵌入在兩長方形金屬貼片的中央處；

所述介質板下表面的饋電結構由沿著y方向的兩條下平行微帶線組成；所述下平行微帶線寬度為w2，長度為p；兩條下平行微帶線與兩長方形金屬貼片對應；

所述金屬通孔垂直于所述介質板的上下表面，用于連通下平行微帶線及其對應的長方形金屬貼片；

兩條所述下平行微帶線平行放置，且與兩個所述金屬通孔分別互相垂直。

2.如權利要求1所述的一種具有超寬入射角穩定性的頻率選擇表面，其特征在于，所述介質板的介電常數為11.9；

所述金屬貼片、饋電線和金屬層的材料為銅；

所述變容二極管的型號是BB 857-02V。

3.一種具有超寬入射角穩定性的頻率選擇表面設計方法，其特征在于，針對如權利要求1～2任一所述的頻率選擇表面進行設計，具體包括如下步驟：

步驟一、根據空氣阻抗確定諧振結構的等效阻抗滿足的條件，進一步求出磁導率水平分量μ_t和介電常數水平分量ε_t滿足的條件；

步驟二、將一片正方形金屬貼片分成兩個等大的長方形金屬貼片，并在所述兩個長方形金屬貼片的中間嵌入變容二極管，得到位于介質板上表面的諧振結構，并設計諧振結構的參數；

步驟三、在所述介質底部添加饋電線路，所述饋電線路通過金屬通孔連接至上層的變容二極管兩側，所述饋電線路的方向沿著與上層所述平行微帶線垂直的方向分布。

4.如權利要求3所述的一種具有超寬入射角穩定性的頻率選擇表面設計方法，其特征在于，所述磁導率水平分量μ_t和所述介電常數水平分量ε_t需要滿足的條件為：

其中，η₀為空氣阻抗常量，大小為377歐姆，μ_n為磁導率垂直分量。