[发明专利]一种基于三极子图案的电感性带通型FSS单元和FSS结构

说明书

一种基于三极子图案的电感性带通型FSS单元和FSS结构，涉及滤波器技术领域；包括自上而下依次层叠的第一外蒙皮、FSS金属膜、有机高分子衬底和第二外蒙皮，所述FSS金属膜和有机高分子衬底组合构成FSS电感层，所述FSS金属膜中刻蚀有由复合三极子单元构成的图案。本发明的一种基于三极子图案的电感性带通型FSS结构，刻蚀有复合三极子单元的FSS电感层能提供两个谐振频率，实现Ku和Ka波段内优良的传输特性，且这两个波段的具有很高的角度稳定性。同时本发明的FSS单元，两侧均采用了力学性能较强的外蒙皮材料，能有效保护FSS电感层，有效抵御外界自然环境的影响和免受力学冲击的破坏。

技术领域

本发明属于滤波器技术领域，具体涉及一种基于三极子图案的电感性带通型FSS单元和FSS结构。

背景技术

频率选择表面（FSS）是伴随飞行器雷达截面（RCS）减缩而发展的军事前沿技术。FSS基于周期阵列的谐振效应，通过与复合材料的层叠结构设计，可实现对不同频率电磁波的传输、反射、甚至吸收。FSS技术既以电磁波理论、微波传输理论为理论基础，也与微电子技术及复合材料技术密切相关，是一项综合性的技术。几十年来，随着FSS研究的不断深入，其在微波、毫米波、甚至红外波段的应用范围不断扩大。当前包括飞行器、舰船等多种装备对FSS技术不断提出新的需求。带通雷达罩是FSS技术最重要的军事用途之一。它能保证工作频率的信号通过，将无用或有害频率的信号屏蔽或吸收，是解决飞机、飞行器、军舰等武器平台上有源探测设备电磁屏蔽问题的最重要的技术。

随着多频通信、多频探测和孔径集成技术的发展，实际应用对双频带通FSS的需求日益强烈，但相关研究以计算机仿真居多，工程应用考虑偏少。在FSS设计方面，一般采用单屏FSS单元图案复合技术、分形技术和多屏FSS 级联技术等。分形结构需要高度的迭代，并且难以加工精度高的FSS。多屏级联技术结构具有好的角度稳定性和极化稳定性，但结构复杂、重量重、体积大。也有研究者提出了一些较为新颖的结构单元，但几乎所有研究都没有充分考虑到周期结构高次谐波效应所引起的栅瓣问题，因此带内传输性能和带外截止性能都不是很理想。而由于雷达罩是集电气性能、结构强度、气动外形和特殊功能要求于一体的功能结构件，在实际应用中往往具有复杂的流线型结构，从已公开的结果来看，大部分的研究结果距离工程应用的要求尚存在差距。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种基于三极子图案的电感性带通型FSS单元，带内传输性能优异，且能有效抵御外界自然环境的影响，免受力学冲击的破坏。

本发明的目的之二在于提供一种基于三极子图案的电感性带通型FSS结构，其可实现Ku和Ka波段内优良的传输特性，稳定性高。

本发明的目的之一采用如下技术方案实现：

一种基于三极子图案的电感性带通型FSS单元，包括自上而下依次层叠的第一外蒙皮、FSS金属膜、有机高分子衬底和第二外蒙皮，所述FSS金属膜和有机高分子衬底组合构成FSS电感层，所述FSS金属膜中刻蚀有由复合三极子单元构成的图案。

进一步地，所述第一外蒙皮和第二外蒙皮的介电常数均为ε₁，厚度为H₁，所述有机高分子衬底的介电常数为ε₂，厚度为H₃，且1≤ε₂≤ε₁≤5，0≤H₃≤H₁≤10mm。

进一步地，所述第一外蒙皮和第二外蒙皮的材料均为石英纤维、玄武岩纤维、玻璃纤维、高硼纤维、氰酸酯树脂（CE）、环氧树脂（EP）、聚酰亚胺（PI）和聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）中的一种或两种以上。

进一步地，所述有机高分子衬底的材料为合成纤维、聚对苯二甲酸乙二酯（PET）、聚丙烯（PP）、聚酰亚胺（PI）、聚碳酸酯（PC）中的一种或两种以上。

进一步地，所述FSS金属膜的材料为金、银和铜中的任一种。