[發(fā)明專利]一種基于超表面結(jié)構(gòu)的角域濾波器

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110932405.9
• 申請日: 2021-08-13
• 公開（公告）號: CN113471713A
• 公開（公告）日: 2021-10-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 林先其;秦濤;姚堯;蘇一洪;劉錚;劉皓中;陳哲
• 申請（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)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(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 51304
• 代理人: 何健雄

本發(fā)明公開了一種基于超表面結(jié)構(gòu)的角域濾波器，包括第一超表面平板、第二超表面平板、固定支架、以及用于超表面平板定位固定的八個螺絲釘，兩種超表面平板分別由印制在介質(zhì)基片上的第一、第二超表面結(jié)構(gòu)單元平行緊貼排列而成，通過八個螺絲釘將第一、第二超表面平板固定在固定支架上。可以實現(xiàn)對不同入射角度電磁波的空間選頻功能。本發(fā)明可用于微波毫米波通信系統(tǒng)中，其優(yōu)點是適用于通信系統(tǒng)的小型化、輕量化、集成化、低成本化，而且其加工周期短，可以通過更換不同結(jié)構(gòu)尺寸的超表面平板或不同結(jié)構(gòu)的超表面單元來輕松實現(xiàn)不同頻率、不同角度范圍的角域濾波功能，因此其適用場合廣泛。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于微波毫米波天線技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種基于超表面結(jié)構(gòu)的角域濾波器。

背景技術(shù)

濾波器是現(xiàn)代通信以及雷達系統(tǒng)中不可缺少的一種器件，其本質(zhì)是一種選頻裝置，可以使信號中特定的頻率成分通過，而極大地衰減或抑制其他頻率成分。隨著現(xiàn)代通信以及雷達系統(tǒng)的快速發(fā)展，具有頻率選擇特性的超表面結(jié)構(gòu)濾波器被提出，其在結(jié)構(gòu)上是一種特殊的二維周期陣列，具有明顯的帶通或帶阻特性，被廣泛的應(yīng)用于微波、毫米波乃至紅外波段。但在科學(xué)界以及工業(yè)界，對此類濾波器的研究大多數(shù)僅關(guān)注其頻域特性，而對其在不同入射角的響應(yīng)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，中國專利文獻公開了一種對入射電磁波全角不敏感的強耦合頻率選擇表面結(jié)構(gòu)(專利申請?zhí)枺篫L201922367876.0，申請日：2019年12月25日)，通過在介質(zhì)基板上設(shè)計特殊的周期排列貼片單元，實現(xiàn)了一種小型化、低剖面的頻率選擇表面。但是該設(shè)計對不同入射角度的電磁波信號響應(yīng)不敏感，未能利用其角域響應(yīng)特性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種基于超表面結(jié)構(gòu)的角域濾波器，實現(xiàn)了對不同入射角度電磁波的空間選頻功能，同時實現(xiàn)其結(jié)構(gòu)的集成化、輕量化和低成本化。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是：

一種基于超表面結(jié)構(gòu)的角域濾波器，包括第一超表面平板、第二超表面平板、固定支架、以及用于超表面平板定位固定的八個螺絲釘，所述第一超表面平板由印制在第一介質(zhì)基片上的第一超表面結(jié)構(gòu)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(zhì)基片上的第二超表面結(jié)構(gòu)單元平行緊貼排列而成；第一超表面平板、第二超表面平板依次垂直排列；兩種超表面結(jié)構(gòu)單元的具體個數(shù)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，在固定支架上鉆有八個固定通孔；所述八個螺絲釘?shù)穆菁y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以及固定支架的固定通孔直徑相同，通過八個螺絲釘將第一超表面平板、第二超表面平板固定在固定支架上。

進一步地，所述第一超表面結(jié)構(gòu)單元由印制在第一介質(zhì)基片正反兩面的雙層矩形金屬貼片構(gòu)成；所述第二超表面結(jié)構(gòu)單元由印制在第二介質(zhì)基片正反兩面的雙層矩形金屬貼片構(gòu)成；所述第一超表面結(jié)構(gòu)單元、第二超表面結(jié)構(gòu)單元其整個單元邊界均成正方形，但具有不同的邊長。

進一步地，所述第一超表面平板、第二超表面平板外邊框尺寸均相同，不超過固定支架外邊框尺寸。

進一步地，所述第一超表面平板由印制在厚度為1.2mm的第一介質(zhì)基片兩面的5000個第一超表面結(jié)構(gòu)單元平行緊貼排列而成。

進一步地，所述第二超表面平板由印制在厚度為1.2mm的第二介質(zhì)基片兩面的5000個第二超表面結(jié)構(gòu)單元平行緊貼排列而成。

進一步地，所述八個螺絲釘?shù)穆菁y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、以及固定支架的固定通孔直徑相同，均為2mm。

進一步地，所述第一超表面結(jié)構(gòu)單元、第二超表面結(jié)構(gòu)單元其整個單元邊界均成正方形，正方形的邊長為3mm。