[发明专利]一种基于频率选择表面的支节加载三频带复合型吸波结构

说明书

本发明公开了一种基于频率选择表面的支节加载三频带复合型吸波结构，属于电磁场与微波通信领域；其包括从上至下依次设置有上层介质层、频率选择表面和下层介质层，所述频率选择表面的无源谐振单元包括三频带吸收结构和吸收特定波的方环形贴片，所述方环形贴片设置在三频带吸收结构上；所述三频带吸收结构包括去除臂矩形的耶路撒冷十字架形贴片和相互垂直的支节，所述方环形贴片与耶路撒冷十字架形贴片呈中心重合设置，所述耶路撒冷十字架形贴片去除臂矩形处连接支节四个端点；本发明解决了现有频率选择表面中十字形结构的角度稳定性和吸波性能较差、方形环结构的仅能单频带吸收的问题，达到了提高角度稳定性、三频带吸收波的效果。

技术领域

本发明属于电磁场与微波通信领域，尤其是一种基于频率选择表面的支节加载三频带复合型吸波结构。

背景技术

频率选择表面由于其良好的电磁特征而被广泛应用于隐身材料和新型微波器材结构的中，它对不同的工作频率、极化状态和入射角度的电磁波具有频率选择特性，工作频率、极化状态和入射角度等参数在实际的领域中可以保证信号传输质量。

传统的十字型频率选择表面结构，由于常使用的结构带宽过大，容易造成与相邻波段重合，造成信息的干扰，影响通讯的质量；因此在相同极化波多角度入射时，其选择特性极不稳定，谐振频率发生很大漂移，表现出很差的角度稳定性；在大角度不同极化波入射时，谐振频率也会发生很大漂移，其极化稳定性也很差。传统的十字型降低了频率选择表面的性能，在现实中的使用范围也受到限制，因此采取单元复合的形式来改善上述的问题，最优选的为方形环，方形环的所有参数是传统频率选择表面中最好的，虽然稳定，但是由于其等效电路模型为：其中L表示FSS单元结构的等效电感，C表示FSS单元结构的等效电容，其只能单频带吸收。因此需要一种复合结构保证稳定性的同时可以提高吸波性能，保证通信的质量。

发明内容

本发明的目的在于：本发明提供了一种基于频率选择表面的支节加载三频带复合型吸波结构，解决现有频率选择表面中十字形结构的角度稳定性和吸波性能较差、方形环结构的仅能单频带吸收的问题。

本发明采用的技术方案如下：

一种基于频率选择表面的支节加载三频带复合型吸波结构，包括从上至下依次设置有上层介质层、频率选择表面和下层介质层，所述频率选择表面的无源谐振单元包括三频带吸收结构和吸收特定波的方环形贴片，所述方环形贴片设置在三频带吸收结构上。

优选地，所述三频带吸收结构包括四个去除臂矩形的耶路撒冷十字架形贴片和相互垂直的支节，所述方环形贴片与耶路撒冷十字架形贴片呈中心重合设置，所述四个耶路撒冷十字架形贴片去除臂矩形处分别连接支节四个端点。

优选地，所述频率选择表面电阻为11.0ohm/sq，所述无源谐振单元长度为17.50mm。

优选地，所述耶路撒冷十字架形贴片的臂矩形宽度为0.70mm，其长度为3.00mm，支节长度为3.40mm，支节的宽度为0.7mm，方环形贴片宽度为2.00mm。

优选地，所述上层介质层和下层介质层采用相对介电常数ε'＝4，损耗角正切tanδ＝1的材料。

优选地，所述上层介质层高度为14.40mm，下层介质层的高度为3.70mm，上层介质层与下层介质层的长度和宽度均为18.00mm。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1.本发明通过三频带吸收结构复合方环形贴片，结构呈中心对称保证角度稳定性，耶路撒冷十字架形与支节复合实现吸收多个带宽的波；设置方环形贴片增强吸收特定波；解决了现有频率选择表面中十字形结构的角度稳定性和吸波性能较差、方形环结构的仅能单频带吸收的问题，达到了在6-8GHZ的吸波范围内S11参数达到-20db、在2.2-2.8GHZ和11-12GHZ出现很大的吸收峰、在30°以下的入射波角度的6-8GHZ范围内的吸波效果和角度稳定性良好的效果；