[发明专利]加载FSS的超宽带角度稳定Salisbury吸波屏

说明书

本发明提出了加载FSS的超宽带角度稳定Salisbury吸波屏，用于解决现有技术存在的各个角度电磁波入射情况下吸波屏稳定性较差的技术问题，包括自上而下依次层叠的三层介质板，其中在第一层介质板的上表面印制有高阻表面，在第二层介质板的上表面印制有M×N个周期性排布的反射单元，第三层介质板的下表面印制有金属地板，反射单元采用由第一方环贴片和嵌套在第一方环贴片环内的第二方环贴片组成的回字型结构；在第一方环贴片和第二方环贴片的各边上设置一个矩形缝隙，缝隙上分别加载第一和第二贴片电阻，在第一方环贴片和第二方环贴片各边的内侧或外侧分别设置关于第一贴片电阻和第二贴片电阻对称的多对或至少一对金属枝节。

技术领域

本发明属于微波技术领域，涉及加载FSS的超宽带角度稳定Salisbury吸波屏，可应用于电磁干扰、电磁辐射等电磁防护领域中。

背景技术

1952年，MIT辐射实验室的W.W.Salisbury发明了以自己名字命名的物理吸波结构，之后相继出现了Jaumann吸波体和电路模拟吸波体。目前研究人员研究较多的是Salisbury吸波屏，Salisbury吸波屏主要是由高阻表面、介质和金属地板组合而成，其厚度大致为中心频率对应波长的四分之一。Salisbury吸波屏有结构简单、吸波带宽窄的特点。

频率选择表面(FSS)是一种能够对电磁波进行反射或者透射的二维周期性表面，它本身并不吸收能量，却能够有效地控制电磁波的反射和透射性能。频率选择表面按照对电磁波的频率响应特性可以分为两类：一类是带阻型频率选择表面，其对阻带内的电磁波呈现出全反射特性；另一类是带通型频率选择表面，其对通带内的电磁波呈现出全透射特性。由于这种独特的空间滤波特性，频率选择表面在工程领域具有很大的应用价值，其中一个重要应用方向就是电磁防护领域。

近年来，随着微波技术的不断发展，突破吸波结构在低频端的吸收瓶颈，拓宽吸波带宽已经成为电磁吸波领域亟待解决的问题。考虑到实际应用环境，电磁波并不是理想的垂直入射，而是从各个方向随意入射到吸波屏，所以入射角度稳定性也是电磁吸波屏领域亟待解决的问题。关于吸波屏吸波带宽的拓宽方面的研究已有很多人给出了有效地解决方案，例如2015年，喻易强等人在ELECTRONIC COMPONENTS AND MATERIALS第34卷第6期发表了一篇名为嵌入频率选择表面的Salisbury吸波屏设计的文章，公开了一种在Salisbury吸波屏的介质中加载频率选择表面的吸波屏，该吸波屏由自上而下依次层叠的三层介质板组成，顶层介质板的上表面印制有高阻表面，底层介质板的下表面印制有金属地板，在中间层介质板的上表面印制有由两个方环贴片嵌套起来构成的回字型结构，并且在回字型结构的各个边上设置一个矩形缝隙，缝隙上加载有贴片电阻，由高阻表面、介质和接地板组成的Salisbury吸波屏结构，其中高阻表面可以让入射到吸波结构的电磁波几乎无损耗的入射进吸波结构，金属地板起反射的作用，让入射进来的电磁波经过四分之一波长的路程后再原路返回，使得电磁波走过的总路程为半波长，达到电磁波入射波和反射波之间相互抵消的作用，该设计利用周期性排列的金属贴片单元设计的灵活性，可以在自己需要的频段内设置谐振频点和多种结构结合提供多个谐振频点的特性，再结合Salisbury吸波屏的吸波特性，最终达到了在3.5GHz～18.5GHz频率范围内(相对带宽为136％)有效吸波的宽带吸波效果。然而该设计在吸波屏入射角稳定性方面仍有改进的空间。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术存在的不足，提出加载FSS的超宽带角度稳定Salisbury吸波屏，用于解决现有技术存在的各个角度电磁波入射情况下吸波屏稳定性较差的技术问题。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：