[发明专利]新型双极化低通带吸型频率选择结构

说明书

本发明涉及新型双极化低通带吸型频率选择结构。传统的吸波性频率选择结构都采用带通型频率选择结构，此类结构通带带宽有限，并且很难覆盖低频。本发明采用单环反射平面，结合单环电路模拟吸收器，搭建出双极化低通带吸型频率选择结构，能够实现低频通带内低插入损耗，并在临近高频处产生一个较宽的吸波带。

技术领域

本发明属于微波技术领域，涉及一种双极化低通带吸型频率选择结构，可作为低频段(VHF/UHF)天线的隐身天线罩,其潜在的应用场景包括军舰的综合通信桅杆等。

背景技术

在当前的军事应用中，频率选择表面和频率选择结构来作为天线罩是减少雷达散射截面的有效方式之一，该种方法能够有效地提升作战平台的隐身性能。

频率选择表面实质上是一种空间滤波器，只能对特定频段、极化方式以及入射角度等电磁波进行筛选，无法对电磁波进行吸收。因此，对于基于频率选择表面研制的天线罩，只能将探测波进行反射，偏离其入射路径从而减小RCS。但是这种方式只能够对单站起作用，对于双站甚至多站探测系统，只能通过将入射波吸收的方式达到隐身的目的。吸波性频率选择结构/表面的概念由此引出，该种理想天线罩呈现的特性为：在通带内，天线罩对入射电磁波不可见，电磁波因此能完全无损透过；而在工作频段外，其能够将入射的电磁波进行有效地吸收，从而达到隐身的目的。

目前已报道的吸波性频率选择结构均为带通型，带吸型尚未有报道。实际上，在诸多低频段的系统中，例如军舰上的综合桅杆，还有各种针对通信信号的侦测系统，其天线大多工作在VHF和UHF频段，因此迫切需要低频段透射而高频段(雷达频率)吸波的天线罩。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供二维平面级联吸波性频率选择表面，采用带阻反射面结合吸波面结构的方式，搭建出双极化低通带吸型频率选择表面，能够在高频处产生一个吸波带，而在低频段低插损的低通特性。这种结构厚度薄，结构简单，易于设计，便于加工，成本低。

本发明的双极化低通带吸型频率选择结构为周期性分布结构，每个结构单元垂直设置，包括带阻反射面和吸波面；吸波面与带阻反射面前后平行设置，且吸波面和带阻反射面之间留有一段空气间隙，该空气间隙距离略小于带阻反射频点对应波长的四分之一。

所述的吸波面为周期性分布结构单元，每个单元无缝排布，包括第一介质基片、以及镀在第一介质基片其中一表面的第一金属环；所述的第一金属环为封闭环形结构，边长小于第一介质基片的两轴长度，金属环的四边中心处共焊接有四个射频电阻。

所述的射频电阻阻值相同，其电阻阻值需具体情况具体分析，该电阻值的选取会影响该结构的吸波效果(吸波率)。

所述的带阻反射面为周期性分布结构单元，每个单元无缝排布，包括第二介质基片、以及镀在第二介质基片其中一表面的第二金属环；所述的第二金属环为封闭环形结构，边长小于第二介质基片两轴长度。

上述的第一、二介质基片的尺寸完全相同。

上述的第一、二金属环的尺寸完全相同。

上述的第一、二金属环与第一、二介质基片的中心重叠；且第二金属环与未镀有第一金属环的第一介质基片表面相邻。

上述第一、二介质基片的两轴长度指代第一、二介质基片的相邻两边长。

第二金属环谐振产生带阻特性，该带阻频率是由第二金属环的尺寸决定的；同时中间空气间隙的距离也是依据该第二金属环谐振频点进行对应设计的。

具体工作原理：电磁波射入结构表面，直接透过吸波面，射到带阻反射面，由于带阻反射面上的金属环谐振反射对应频段的电磁波，产生传输零点，从而产生低通通带以及较宽的阻带，通带内的电磁波透过带阻反射面，而阻带内的电磁波被反射到相同谐振频率的吸波面上，并被完全吸收。由于该结构x、y两轴方向结构完全相同，对于入射的TE波和TM波所感应出的频率特性完全相同，因此能够具备双极化的特性。