[發明專利]一種三屏雙通帶高選擇性的頻率選擇表面及其設計方法

有效

• 申請號: 202011560291.1
• 申請日: 2020-12-25
• 公開（公告）號: CN112736481B
• 公開（公告）日: 2022-05-24
• 發明（設計）人: 陳妍;何小祥;楊陽;賈明乾;胡恒燕;嵇海康
• 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: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 陳國強

1.一種三屏雙通帶高選擇性的頻率選擇表面，其特征在于，包括：依序壓合在一起的第一金屬貼片層（5）、第一介質層（6）、第二金屬貼片層（7）、第二介質層（8）及第三金屬貼片層（9）；所述第一金屬貼片層（5）與第三金屬貼片層（9）的單元結構及大小相同；所述第一介質層（6）與第二介質層（8）的單元大小與材質相同；

所述第一金屬貼片層（5）和第三金屬貼片層（9）均由第一方形環路（1）和第二方形環路（2）構成，第一方形環路（1）的長度大于第二方形環路（2）的長度，兩個環路呈回字形套疊，且二者中間存在縫隙；

所述第二金屬貼片層（7）由第三方形環路（3）和第四方形環路（4）構成，第三方形環路（3）的長度大于第四方形環路（4）的長度，兩個環路呈回字形套疊，且二者中間存在縫隙；

四個方形環路的長度從大到小依次為第三方形環路、第一方形環路、第四方形環路、第二方形環路。

2.根據權利要求1所述的三屏雙通帶高選擇性的頻率選擇表面，其特征在于，所述第一介質層（6）、第二介質層（8）均采用FR4環氧玻璃布層壓板。

3.根據權利要求1所述的三屏雙通帶高選擇性的頻率選擇表面，其特征在于，所述頻率選擇表面結構加工時選擇30*30個單元組成完整結構。

4.根據權利要求1-3任一所述一種三屏雙通帶高選擇性的頻率選擇表面的設計方法，其特征在于，包括如下步驟：

1）設計雙阻帶響應結構，選擇介質層的介質板材料，根據貼片型頻率選擇表面的諧振頻點計算公式，推導出三屏雙通帶高選擇性的頻率選擇表面結構單元周期及第一金屬貼片層（5）中第一方形環路（1）、第二方形環路（2）的環路長度，并確定第一方形環路（1）、第二方形環路（2）的各邊長；

2）設計二階帶通響應結構，在第一金屬貼片層（5）基礎上級聯貼片形狀相同的第三金屬貼片層（9），獲得另一個傳輸極點，且上阻帶疊加拓寬，通帶上邊帶帶外抑制在觀察范圍內均在20dB以下，矩形系數為1.73；根據頻率選擇表面工作帶寬與帶內損耗需求，確定介質層厚度；為保證帶寬大于1GHz，帶內損耗小于3dB需求，最終將介質層厚度確定為4mm；

3）設計低頻通帶，根據貼片型頻率選擇表面的諧振頻點計算公式，推導出第二金屬貼片層（7）中第三方形環路（3）、第四方形環路（4）的環路長度，并確定第三方形環路（3）、第四方形環路（4）的各邊長；在第二金屬貼片層（7）設計時，在6GHz傳輸峰值前后各設計一個傳輸零點，調試出第一個通帶，并不對第二通帶下邊帶產生影響；

4）通過調整各方形環路貼片寬度對頻率選擇表面的濾波特性進行微調。

5.根據權利要求4所述的三屏雙通帶高選擇性的頻率選擇表面的設計方法，其特征在于，所述步驟1）和步驟3）中的貼片型頻率選擇表面的諧振頻點計算公式為：L=c/f ，其中，c為真空中光的傳播速度，f為指定的諧振點頻率。

6.根據權利要求4所述的三屏雙通帶高選擇性的頻率選擇表面的設計方法，其特征在于，所述步驟2）中的頻率選擇表面工作帶寬與帶內損耗要求為：帶內損耗小于3dB，帶寬大于1GHz。