[發明專利]一種基于超表面結構的帶寬可調角域濾波器

在審

• 申請號: 202110931595.2
• 申請日: 2021-08-13
• 公開（公告）號: CN113471712A
• 公開（公告）日: 2021-10-01
• 發明（設計）人: 林先其;秦濤;姚堯;蘇一洪;劉錚;劉皓中;張文博
• 申請（專利權）人: 電子科技大學長三角研究院（湖州）
• 主分類號: H01Q15/00
• 分類號: H01Q15/00
• 代理公司: 成都東恒知盛知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 51304
• 代理人: 何健雄

本發明公開了一種基于超表面結構的帶寬可調角域濾波器，包括第一超表面平板、第二超表面平板、第三超表面平板、第四超表面平板、固定支架、升降滑套、用于超表面平板定位安裝的十六個固定螺絲釘與用于超表面平板調節間距的十六個調距螺絲釘，四種超表面平板分別由印制在介質基片上的第一、第二、第三及第四超表面結構單元平行緊貼排列而成，通過十六個固定螺絲釘將第一超表面平板、第二超表面平板、第三超表面平板、第四超表面平板固定在升降滑套上，通過十六個調距螺絲釘將升降滑套鎖定在固定支架上。本發明可以實現對不同入射角度電磁波的空間選頻功能，同時濾波帶寬可調，滿足不同頻率、不同濾波帶寬的性能需求，因此其適用場合廣泛。

技術領域

本發明屬于微波毫米波天線技術領域，涉及一種基于超表面結構的帶寬可調角域濾波器。

背景技術

頻率選擇表面(FSS)是一種由亞波長尺寸的金屬結構單元在二維平面內按照一定周期排列組合而成的電磁結構，也被稱之為“超表面”。當電磁波照射到頻率選擇表面時，其對特定頻域的電磁波表現為透射特性，而對特定頻域外的電磁波表現為反射特性。將不同結構類型的頻率選擇表面單元進行組合排列和多層排列后，可以得到特定的選頻濾波特性。由于頻率選擇表面具有低剖面、低成本、重量輕的特點，其在軍事、通信領域常被應用于降低天線RCS、通信天線寬帶隱身等方面。但在科學界以及工業界，對此類濾波器的研究大多數僅關注其頻域特性，而對其在不同入射角的響應特性，既角域特性的研究卻很少被提及。

為了利用頻率選擇表面的濾波特性，中國專利公開了一種頻率響應穩定的頻率選擇表面(專利號：201710349144.1，申請日2017.05.17)，通過在旋轉排布的旗面狀介質板上設計特殊的周期排列貼片單元，實現了一種小型化、低成本的頻率選擇表面。但是該設計對不同入射角度的電磁波信號響應不敏感，未能利用其角域響應特性，并且只對固定頻域具有選頻濾波特性，不具備選頻頻域可調功能，導致其應用場景受限。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術存在的不足，提供一種基于超表面結構的帶寬可調角域濾波器，實現了對不同入射角度電磁波的空間選頻功能與濾波帶寬可調功能，同時實現其結構的集成化、輕量化和低成本化。

為實現上述目的，本發明采取的技術方案是：

一種基于超表面結構的帶寬可調角域濾波器，包括第一超表面平板、第二超表面平板、第三超表面平板、第四超表面平板、固定支架、升降滑套、用于超表面平板定位安裝的十六個固定螺絲釘與用于超表面平板調節間距的十六個調距螺絲釘，其特征在于：所述第一超表面平板由印制在第一介質基片上的第一超表面結構單元平行緊貼排列而成；所述第二超表面平板由印制在第二介質基片上的第二超表面結構單元平行緊貼排列而成；所述第三超表面平板由印制在第三介質基片上第三超表面結構單元平行緊貼排列而成；所述第四超表面平板由印制在第四介質基片上第四超表面結構單元平行緊貼排列而成；第一至第四超表面平板依次垂直排列；四種超表面結構單元的具體個數與排列循序由超表面平板的尺寸情況而定；在第一超表面平板四角均鉆有四個定位固定用的通孔，在第二超表面平板四角均鉆有四個定位固定用的通孔，在第三超表面平板四角均鉆有四個定位固定用的通孔，在第四超表面平板四角均鉆有四個定位固定用的通孔，在固定支架上套有升降滑套，在升降滑套上鉆有十六個固定通孔與十六個調距通孔；所述十六個固定螺絲釘、十六個調距螺絲釘的螺紋直徑與第一超表面平板定位固定用的通孔直徑、第二超表面平板定位固定用的通孔直徑、第三超表面平板定位固定用的通孔直徑、第四超表面平板定位固定用的通孔直徑、升降滑套的固定通孔直徑以及升降滑套的調距通孔直徑相同，通過十六個固定螺絲釘將第一超表面平板、第二超表面平板、第三超表面平板、第四超表面平板固定在升降滑套上，通過十六個調距螺絲釘將升降滑套鎖定在固定支架上。

進一步地，所述的第一介質基片、第二介質基片、第三介質基片、第四介質基片的厚度均為1.2mm。