[发明专利]一种广角和偏振无关的雪花形FSS吸波器

说明书

本发明公开了一种广角和偏振无关的雪花形FSS吸波器，包含介质基板、设置在介质基板上表面的雪花形FSS单元以及设置在介质基板下表面的金属地板；雪花形FSS单元包含6条形的雪花枝节，这6条雪花枝节的形状和大小相同；每条雪花枝节的顶部为两条分叉的枝干，这两条枝干的下端连接一条直线形主干，该直线形主干延伸至雪花形FSS单元的中心点，从而使6条雪花枝节通过各自的直线形主干相连于该中心点；每条雪花枝节还包含两条与其直线形主干垂直相交的横枝，这两条横枝的长度和宽度相同；每条雪花枝节顶端的两条分叉枝干夹角为60°；相邻两条雪花枝节在中心点处夹角为60°。本发明提高了吸波器的极化稳定性与角度稳定性。

技术领域

本发明属于电磁场与微波技术领域，特别涉及了一种FSS吸波器。

背景技术

超材料吸波器是一种结构性吸波体，由金属结构、介质基板以及金属地板组成的吸波单元构成，最早应用于军事领域，现已扩展到电磁兼容、电磁污染防护、通讯系统等多个应用领域，具有体积小、重量轻、价格低等优点，是材料研究领域的一个重要课题。频率选择表面(Frequency selective surface，FSS)就是其中最常用的技术之一。FSS是一种由介质基片上的导电阵列或孔径元件组成的周期阵列结构，在雷达天线罩、反射面天线、吸波材料等工程中取得了广泛的应用。

在大多数的研究分析中，FSS都是默认为无限大平面周期性的结构。但是，实际上频率选择表面是有限的，甚至是曲面的，这就要求FSS应有较高的角度稳定性与极化稳定性，从而使得FSS吸波器的实际效果与仿真结果更为贴近，也使得FSS吸波器能够在曲面与共形方面获得更为广泛的应用。

发明内容

为了解决上述背景技术提到的技术问题，本发明提出了一种广角和偏振无关的雪花形FSS吸波器，提高了吸波器的极化稳定性与角度稳定性。

为了实现上述技术目的，本发明的技术方案为：

一种广角和偏振无关的雪花形FSS吸波器，所述雪花形FSS吸波器包含介质基板、设置在介质基板上表面的雪花形FSS单元以及设置在介质基板下表面的金属地板；所述雪花形FSS单元包含6条“￥”形的雪花枝节，这6条雪花枝节的形状和大小相同；每条雪花枝节的顶部为两条分叉的枝干，这两条枝干的下端连接一条直线形主干，该直线形主干延伸至雪花形FSS单元的中心点，从而使6条雪花枝节通过各自的直线形主干相连于该中心点；每条雪花枝节还包含两条与其直线形主干垂直相交的横枝，这两条横枝的长度和宽度相同；每条雪花枝节顶端的两条分叉枝干的夹角为60°；相邻两条雪花枝节在中心点处的夹角为60°。

基于上述技术方案的优选方案，所述介质基板的材质为聚四氟乙烯。

基于上述技术方案的优选方案，所述介质基板的厚度为0.5mm。

基于上述技术方案的优选方案，所述金属地板的材质为铜。

基于上述技术方案的优选方案，所述金属地板的厚度为0.01mm。

采用上述技术方案带来的有益效果：

本发明设计的雪花形结构，针对不同的极化角phi，吸收曲线几乎完全重合，具有极高的极化稳定性，体现了“偏振无关”。并且，在TE与TM模式下，斜入射角theta从0°逐渐增加到80°时，FSS吸波器工作频率偏移程度小，工作频率对应的吸波率始终维持在80％以上，实现了良好的角度稳定性，体现了“广角”。此外，介质基板采用柔性材料聚四氟乙烯)，使得该吸波器具有较好的弯曲与共形能力。

附图说明

图1是本发明的顶视图；

图2是本发明的细节图；

图3是本发明的侧视图；

图4是本发明吸波器的反射系数S11与吸波率示意图；