[实用新型]一种基于超材料的有源频率选择表面

说明书

本实用新型是一种基于超材料的有源频率选择表面，包括周期排列的频率选择单元和加载在频率选择单元间的变容二极管，频率选择单元由介质基板和印制于其表面的金属贴片构成，不仅对电磁波具有选择透过特性，而且还表现出了超材料性能；变容二极管焊接在频率选择表面上两个相邻的频率选择单元的金属贴片之间。本实用新型设计利用超材料独特的电磁特性，将其运用到频率选择表面之中，增强了其对电磁波的频率选择特性，同时在频率选择单元间加载变容二极管，达到了对C波段内的电磁波频率选择特性连续可调的目的，具有高适应性、强可靠性，有很好的推广和适用价值，具有良好的军事效益和经济效益。

技术领域

本实用新型属于通信技术领域，具体涉及一种多用途标签天线。

背景技术

频率选择表面(Frequency Selective Surface，FSS)相当于空间滤波器，所以使得FSS的研究含盖了电磁波的微波、红外和可见光等波段；不管在民用还是军用方面，FSS都引起了广泛的关注，应用十分广泛。

关于FSS在民用方面的应用，其中有一个非常贴近生活的例子就是微波炉口上的屏蔽层，可以使得我们在不被电磁炉的电磁波福射的前提下看得见里面的食物，这是因为屏蔽层上布满了频率选择表面的阵列结构，可以反射掉微波能量，并且允许可见光通过。除此之外，自动驾驶汽车的防撞系统，医院、机场等公共场所的电磁波屏蔽设备，机器人的导航系统，光子晶体的带隙结构，谐振腔或者谐振腔控制耦合等，均应用到FSS。在军工方面，FSS主要用于隐身技术，在隐身技术方面，美、欧起步较早，并且在很多实际应用当中使用了科研成果。比较典型的应用就是将FSS用作雷达天线罩。当电磁波入射时，由于天线罩特殊的几何外形，使得天线工作频段外的电磁波会被全部反射到远离来波的方向，避免了通带外电磁波进入天线罩导致天线上产生感应电流会向外产生较大的散射，从而实现了雷达隐身的效果，因此就可以在电子对抗中达到抗干扰的目的。工作频带内的电磁波几乎可以无损耗的透过天线罩，被天线接收，使得天线可以正常工作口。

当今，频率选择表面被广泛的应用在很多方面，无论是在辅助反射器、天线罩、阵反射镜、极化器、波导滤波器、还是更近的射频识别标签、避障系统、雷达截面控制口、EMI保护，选择性电磁屏蔽或者电磁吸收材料等领域都有所涉及。所以，对FSS的研究己经变得刻不容缓。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型提出了一种基于超材料的有源频率选择表面，其结构简单、合理，可适用于多种复杂的电磁环境；利用超材料独特的电磁特性，将其应用于频率选择表面，可以增强其对电磁波的频率选择特性，如透射率、反射率、极化特性等；在频率选择表面加载变容二极管等有源器件，通过改变施加在其两端的电压大小，可以达到在C波段内频率选择特性连续可调的目的。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种基于超材料的有源频率选择表面，包括周期排列的频率选择单元和加载在频率选择单元间的变容二极管两部分，每个所述频率选择单元由介质基板和印刷在表面的金属贴片构成，所述金属贴片由两个小等边三角环和一个镶嵌的开口大等边三角环构成，所述变容二极管焊接在两个频率选择单元的金属贴片之间。

进一步的，所述介质基板材料采用F4B-2材料板，介电常数为2.65，损耗角正切为0.002；其特点是价格低廉，制作成本低。

进一步的，所述小等边三角环的边长为6.6mm。

进一步的，所述开口大等边三角形的边长为13.2mm，开口大小为4mm。

进一步的，所述介质基板的尺寸为14mm×28mm×0.25mm。

进一步的，所述金属贴片的宽度为0.3mm，厚度为0.035mm。