一种频率选择表面结构的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种在电磁波大角度入射条件下，可以提供宽频带，低插入损耗，具有 特定频段内通带滤波和带外抑制特性的频率选择表面结构，属于电磁场与微波技术领域。
【背景技术】
[0002] 未来通信、雷达、电子对抗系统中的天线罩，除了具有基本的防尘、防水、抗风保护 天线的基本整流罩功能之外，还需要具有通带内低插入损耗、带外抑制以减小干扰的频率 选择特性，即空间滤波特性。对于带有频率选择特性的天线罩需要和移动载体共形的情况， 为了能使加载频率选择表面结构的天线罩具有优良电磁特性，则频率选择表面结构在电磁 波大角度入射条件下应具有良好的频率选择特性。频率选择表面结构应包含天线整流罩。
【发明内容】
[0003] 发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种能在电磁波大角度 入射条件下的空间带通型频率选择表面结构，其具有低插入损耗，宽频带的特点。采用本发 明，可实现具有空间滤波特性的天线罩，其在电磁波入射角小于60°的条件下可以提供大 于40%相对频率带宽，而且通带内透波性能良好，信号损耗较小。
[0004] 为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种频率选择表面结构的金属层，包 括多个金属单元（1)，所述金属单元（1)相互之间排列成蜂窝状结构并向周围周期扩展；所 述金属单元（1)包括六边形环（13)、三极子贴片（12)以及三个三角形贴片（11)，所述三 极子贴片（12)以及三角形贴片（11)设置于六边形环（13)内，且六边形环（13)、三极子贴 片（12)以及三角形贴片（11)之间相互隔离；所述三极子贴片（12)包括第一、第二、第三支 臂，所述第一、第二、第三支臂的一端互相连接构成Y字型，第一、第二、第三支臂的另一端 两两之间相互形成V型口，而所述三角形贴片（11)依次与各个V型口相对设置。
[0005] 优选的：所述六边形环（13)其中心线的周长与通带频率的低频波长可比拟；三极 子贴片（12)中心线的长度与通频带中高频所对应的波长可比拟。
[0006] 优选的：所述第一、第二、第三支臂之间形成的V型口的夹角度数与三角形贴片 (11)相对的角的度数相等。
[0007] 一种频率选择表面结构，包括一个以上的中间重复结构，且中间重复结构由上到 下依次设置；所述中间重复结构包括中间金属层（3)和中间衬底层（2);所述中间金属层 (3)和中间衬底层⑵由上到下依次设置；或者所述中间衬底层⑵和中间金属层⑶由 上到下依次设置。
[0008] 进一步地：所述中间重复结构还包括介质支撑层（4)，所述中间金属层（3)、中间 衬底层（2)以及介质支撑层（4)由上到下依次设置；或者所述中间衬底层（2)、中间金属层 (3)以及介质支撑层（4)由上到下依次设置。
[0009] 进一步地：还包括底部金属层（8)和底部衬底层（7)，所述底部金属层（8)、底部衬 底层（7)设置于最后一个重复的中间重复结构的介质支撑层（4)下面，且所述底部金属层 (8)、底部衬底层（7)由上到下依次设置；或者所述底部衬底层（7)、底部金属层（8)由上到 下依次设置。
[0010] 进一步地：所述频率选择表面结构的上表面设置有上蒙皮层（5)，下表面设置有 下蒙皮层（6)。
[0011] 优选的：所述介质支撑层⑷的厚度小于四分之一中心频率所对应的介质波长。
[0012] 优选的：所述中间重复结构中的中间金属层（3)与中间重复结构下面设置的底部 金属层（8)为相同的周期性结构且图形相同。
[0013] 本发明提供的一种频率选择表面结构及其金属层，相比现有技术，具有以下有益 效果：
[0014] 1.由于金属层通过多个金属单元成蜂窝状结构并向周围周期扩展构成，每个金属 单元包括六边形环（13)、三极子贴片（12)以及三个三角形贴片（11)，因此本发明的金属层 在电磁波大角度入射条件下，宽频带，插入损耗低。具有特定频段内通带滤波和带外抑制特 性。
[0015] 2.本发明的频率选择表面结构，由于设置有一个以上的中间重复结构，且中间重 复结构由上到下依次设置；所述中间重复结构包括中间金属层（3)和中间衬底层（2)，因此 具有很好的带外抑制性，信号损耗小。
[0016] 3.由于设置有介质支撑层（4)，中间金属层、底部金属层附着于衬底媒质上，支撑 媒质（介质支撑层）位于两层衬底媒质（衬底层）之间，衬底媒质之外覆有蒙皮媒质，增加 其机械强度。
[0017] 由上述可知，本发明的频率选择表面结构具有结构简单、易于实现、具有低插入损 耗、宽频率带宽、宽电磁波入射角的特点。可广泛用于无线通信，雷达，电子导航与电子对抗 等设备的天线罩中。
【附图说明】
[0018] 图1为本发明所述的频率选择表面单元结构；
[0019] 图2为图1单元结构按六边形蜂窝状紧密排布所形成的平面结构；
[0020] 图3为拥有单层频率选择表面结构的介质层结构；
[0021] 图4为双层频率选择表面的介质层结构；
[0022] 图5为构成多层频率选择表面的介质层；
[0023] 图6为电磁波以60°俯仰角入射时，实施例所述的双层频率选择表面结构的透射 系数；其中图6(a)为TE波的透射系数，图6(b)为TM波的透射系数。
[0024] 其中1为金属单元，11为三角形贴片，12为三极子贴片，13为六边形环，14为空隙 部分，2为中间衬底层，3为中间金属层，4为介质支撑层，5为上蒙皮层，6为下蒙皮层，7为 底部衬底层，8为底部金属层。
【具体实施方式】
[0025] 下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
[0026] 一种频率选择表面结构的金属层，如图2所示，包括多个金属单元1，所述金属单 元1相互之间构成蜂窝状结构并向周围周期扩展；如图1所示，所述金属单元1包括六边形 环13、三极子贴片12以及三个三角形贴片11，所述三极子贴片12以及三角形贴片11设置 于六边形环13内，且六边形环13、三极子贴片12以及三角形贴片11之间相互隔离，即空隙 部分14 ;所述三极子贴片12包括第一、第二、第三支臂，所述第一、第二、第三支臂的一端互 相连接构成Y字型，第一、第二、第三支臂的另一端两两之间相互形成V型口，而所述三角形 贴片11依次与各个V型口相对设置。
[0027] 如图2所示，金属层为金属单元1按六边形蜂窝状紧密排布所形成的平面结构，每 个六边形金属单元1周围有6个相同的金属单元1构成。
[0028] 所述六边形环13其中心线的周长对应通带频率的低频波长；极子贴片2中心线的 长度为通带高频所对应的波长。
[0029] 所述第一、第二、第三支臂之间形成的V型口的夹角度数与三角形贴片11相对的 角的度数相等。
[0030] 所述第一、第二、第三支臂之间形成的V型口的夹角为120度。
[0031] -种频率选择表面结构，包括一个以上的中间重复结构，且中间重复结构由上到 下依次设置；所述中间重复结构包括中间金属层3和中间衬底层2 ;所述中间金属层3和中 间衬底层2由上到下依次设置；或者所述中间衬底层2和中间金属层3由上到下依次设置。
[0032] 所述中间重复结构还包括介质支撑层4,所述中间金属层3、中间衬底层2以及介 质支撑层4由上到下依次设置；或者所述中间衬底层2、中间金属层3以及介质支撑层4由 上到下依次设置。
[0033] 还包括底部金属层8和底部衬底层7,所述底部金属层8、底部衬底层7设置于最 后一个重复的中间重复结构的介质支撑层4下面，且所述底部金属层8、底部衬底层7由上 到下依次设置；或者所述底部衬底层7、底部金属层8由上到下依次设置。