一种双频带频率选择表面结构、雷达天线罩及通信设备的制作方法

本申请涉及电磁波与微波，尤其是指一种双频带频率选择表面结构、雷达天线罩及通信设备。

背景技术：

1、频率选择表面(frequency selective surface，fss)是指由周期性排布的金属贴片单元或金属屏上的孔径单元构成的二维或三维周期阵列结构，对不同频率的电磁波呈现出选择性透波或反射特性，可视为空间滤波器，被广泛应用于天线副反射器、雷达通信、电磁屏蔽、电子对抗等多个领域。目前，为了满足多频通信的需求，如何设计具有高性能的多频带fss尤为重要。

2、fss的频率响应不仅和自身结构参数有关，还和入射电磁波的工作频率、入射角度和极化方式有关。在实际应用中，入射电磁波经常涉及较大的入射角度，而在现有技术中，多频带fss的设计一般采用多屏级联技术或加载集总单元等技术，即通过设计多个包含不同结构的金属层来实现多频带滤波特性，但是，这种方法设计的多频带fss往往结构层数较多且厚度较大，当电磁波的入射角度发生变化时，多频带fss的最大中心谐振频率偏移率较大，并且，该多频带fss在不同极化方式下的中心谐振频率变化较大，从而导致使用该多频带fss设计的通信设备在使用过程中受入射角度和极化方式的限制。

3、综上所述，现有技术中的多频带频率选择表面结构存在角度稳定性和极化稳定性较低的问题。

技术实现思路

1、为此，本申请所要解决的技术问题在于克服现有技术中的多频带频率选择表面结构的角度稳定性和极化稳定性差的问题。

2、为解决上述技术问题，本申请提供了一种双频带频率选择表面结构，包括：

3、介质基板；

4、金属层，设置在所述介质基板一侧，其包括：

5、第一谐振单元，为在所述金属层上形成的万字型结构镂空单元，所述万字型结构包括四个支臂，所述四个支臂的相交点为所述第一谐振单元的中心点；

6、第二谐振单元，为在所述万字型结构的四个支臂上靠近所述中心点的一侧形成的四个条带结构镂空单元；

7、其中，每个条带结构与第一谐振单元仅有一个相交点，所述第一谐振单元和所述第二谐振单元均以所述中心点为对称中心呈中心对称。

8、在本申请的一个实施例中，所述条带结构均包括依次连通的第一段、第二段、第三段和第四段；

9、所述第一段和所述第二段呈角度设置，所述第二段和所述第三段呈角度设置，所述第三段和所述第四段呈角度设置；

10、其中，所述第一段和所述第二段之间的夹角不为0°或180°，所述第二段和所诉第三段之间的夹角不为0°或180°，所述第三段和所述第四段之间的夹角不为0°或180°。

11、在本申请的一个实施例中，所述第一段和所述第二段垂直设置，所述第二段和所述第三段垂直设置，所述第三段和所述第四段垂直设置；

12、所述第一段和所述第三段的延伸方向相反，所述第二段和所述第四段的延伸方向相反。

13、在本申请的一个实施例中，所述金属层采用光刻技术或印刷电路板制备工艺设置在所述介质基板上。

14、在本申请的一个实施例中，所述金属层的材料为金、银、铜、铝中的一种。

15、在本申请的一个实施例中，所述介质基板的材料为纤维、树脂、以及纤维和树脂的复合材料中的一种，厚度为0.2～2mm。

16、在本申请的一个实施例中，所述介质基板为聚四氟乙烯玻璃布覆铜箔板，厚度为0.5mm，介电常数为2.65。

17、在本申请的一个实施例中，所述金属层包括多个相同且周期性排列的所述第一谐振单元和所述第二谐振单元。

18、本申请还提供了一种雷达天线罩，包括上述的双频带频率选择表面结构。

19、本申请还提供了一种通信设备，包括上述的雷达天线罩。

20、本申请提供的双频带频率选择表面结构在同一金属层上设计万字型结构的镂空单元和设置在万字型支臂上的条带结构镂空单元，通过单侧加载频率选择表面即可实现双频带滤波特性，结构简单，易于加工；且第一谐振单元和第二谐振单元均采用中心对称结构，提高了该结构的极化稳定性；另外，该结构仅包括介质基板和设置在介质基板一侧的金属层，层数较少且厚度较小，从而提高了双频带频率选择表面结构的角度稳定性；除此之外，本申请提供的双频带频率选择表面结构在x波段和ku波段均具有良好的频率选择特性，其最大中心频率偏移率仅为0.9％，还具有较宽的带宽，在多频带天线、雷达通信等领域均具有良好的应用前景。

技术特征：

1.一种双频带频率选择表面结构，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的双频带频率选择表面结构，其特征在于，所述条带结构均包括依次连通的第一段、第二段、第三段和第四段；

3.根据权利要求2所述的双频带频率选择表面结构，其特征在于，

4.根据权利要求1所述的双频带频率选择表面结构，其特征在于，所述金属层采用光刻技术或印刷电路板制备工艺设置在所述介质基板上。

5.根据权利要求1所述的双频带频率选择表面结构，其特征在于，所述金属层的材料为金、银、铜、铝中的一种。

6.根据权利要求1所述的双频带频率选择表面结构，其特征在于，所述介质基板的材料为纤维、树脂、以及纤维和树脂的复合材料中的一种，厚度为0.2～2mm。

7.根据权利要求6所述的双频带频率选择表面结构，其特征在于，所述介质基板为聚四氟乙烯玻璃布覆铜箔板，厚度为0.5mm，介电常数为2.65。

8.根据权利要求1所述的双频带频率选择表面结构，其特征在于，所述金属层包括多个相同且周期性排列的所述第一谐振单元和所述第二谐振单元。

9.一种雷达天线罩，其特征在于，包括如权利要求1-8任一项所述的双频带频率选择表面结构。

10.一种通信设备，其特征在于，包括如权利要求9所述的雷达天线罩。

技术总结
本申请涉及一种双频带频率选择表面结构、雷达天线罩及通信设备，属于电磁波与微波技术领域。该结构包括：介质基板，金属层，设置在介质基板一侧，其包括第一谐振单元和第二谐振单元，其中，第一谐振单元为在金属层上形成的万字型结构镂空单元，包括四个支臂，四个支臂的相交点为第一谐振单元的中心点；第二谐振单元为在万字型结构的四个支臂靠近中心点的一侧形成的四个条带结构镂空单元；每个条带结构与第一谐振单元仅有一个交点，且第一谐振单元和第二谐振单元均为中心对称结构。本申请提供的双频带频率选择表面结构通过单侧加载频率选择表面即可实现双频带滤波特性，结构简单，易于加工，且具有较高的角度稳定性和极化稳定性。

技术研发人员：范晶晶,原辉,张娜,晋涛,姜敏,王璇,付可,李国栋,张凯,常圣志
受保护的技术使用者：国网山西省电力公司电力科学研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15