[发明专利]一种通带可重构吸/透一体频率选择表面及基本单元

说明书

本发明涉及一种通带可重构吸/透一体频率选择表面及基本单元，该基本单元包括：介质板、四个可变电容器和四个PIN二极管；介质板的一侧表面上设有十字金属线和十字形金属环带，构成十字金属线的金属臂嵌设可变电容器，十字形金属环带套设在十字金属线的外侧；介质板的另一侧表面上设有十字金属片和金属方环，金属方环套设在十字金属片的外侧，十字金属片的每个凸出端均通过一个PIN二极管连接金属方环的对应边，PIN二极管设置在十字金属片与金属方环之间的间隔内，阴极连接十字金属片，阳极连接金属方环。本发明提供的频率选择表面及基本单元为吸/透一体式结构，具有尺寸小、厚度薄和实用性强特点。

技术领域

本发明涉及微波超材料技术领域，尤其涉及一种通带可重构吸/透一体频率选择表面及基本单元。

背景技术

天线罩作为保护天线，使其免受恶劣环境影响的装置，已被广泛地应用于军事和民用。普通介质天线罩虽然可以有效保护天线，但不能起到隐身作用，严重限制了其在军事领域中的应用，而频率选择表面天线罩作为介质天线罩的升级版，可以实现对带外威胁雷达波的RCS减缩。频率选择表面由无源谐振基本单元的周期阵列构成，其主要功能是对不同频率、入射角及极化状态下的电磁波呈现滤波特性。当频率选择表面应用到天线罩后，可以选择性地透过己方工作电磁波，抑制敌方威胁信号，从而提高天线的隐身性能。

目前，大部分频率选择表面是把敌方电磁波反射到其他方向，使入射电磁波方向RCS缩减，但反射的电磁波方向同样RCS很强，因此，传统的频率选择表面仅能对单站雷达起到隐身效果，然而随着反隐身技术的发展，势必会部署更多的雷达站，而传统的反射型频率选择表面隐身效果将大大降低。为了使频率选择表面天线罩具有双站或多站隐身效果，频率选择表面带外应该是吸收电磁波而不是反射电磁波，这就要求频率选择表面在拥有透波能力时同时具有吸收电磁波功能。现有的研究中，绝大部分吸/透一体频率选择表面调控性能固定，一旦频率选择表面制造加工完成，其电磁响应特性就无法改变。因此，为了解决以上问题，需要提供一种通带可重构的吸波/透波一体频率选择表面。

发明内容

本发明的目的是针对上述至少一部分不足之处，提供一种具有透波和吸波特性，且通带可调节的频率选择表面及基本单元。

为了实现上述目的，本发明提供了一种通带可重构吸/透一体频率选择表面基本单元，包括：介质板、四个可变电容器和四个PIN二极管；

所述介质板的一侧表面上设有十字金属线和十字形金属环带；所述十字金属线的中心位于所述介质板的中心，构成所述十字金属线的金属臂与所述介质板的边平行，且每一个金属臂上均嵌设有一个所述可变电容器；所述十字形金属环带套设在所述十字金属线的外侧，且形成的四个凸出端的内侧分别与所述十字金属线的四个金属臂的末端对应相接；

所述介质板的另一侧表面上设有十字金属片和金属方环；所述十字金属片的中心位于所述介质板的中心，边与对应的金属臂平行；所述金属方环套设在所述十字金属片的外侧，所述金属方环的外边缘与所述介质板的外边缘对齐；所述十字金属片的每个凸出端均通过一个所述PIN二极管连接所述金属方环的对应边，所述PIN二极管设置在所述十字金属片与所述金属方环之间的间隔内，阴极连接所述十字金属片，阳极连接所述金属方环。

优选地，所述介质板的介电常数范围为4.4～4.6，损耗角正切为0.001～0.003。

优选地，所述介质板的边长范围为9.9～10.1mm，厚度范围为0.9～1.1mm。

优选地，所述十字形金属环带的线宽范围为0.2～0.4mm，形成的凸出端的内侧间距范围为3.4～3.6mm。

优选地，所述金属臂的线宽范围为0.1～0.3mm。

优选地，所述金属方环的线宽范围为0.9～1.1mm。

优选地，所述十字金属片的凸出端与所述金属方环的对应边之间的间隔范围为0.7～0.9mm。