[发明专利]一种基于单层PCB工艺的新型高选择性频率选择表面

说明书

本发明公开了一种基于单层PCB工艺的新型高选择性频率选择表面，属于电磁场与微波的技术领域。所述频率选择表面的金属层包含周期排列的多个金属单元，可作为天线罩、金属反射面等用于军事和民用领域；所述频率选择表面包括上下两层相同结构的频率选择表面金属层和中间的介质层；所述频率选择表面金属单元包括金属方环和四个金属等腰直角三角形，并且用四根弯折的金属线连接方环四个角和三角形底边。本发明实现频率带通滤波特性，使用两层金属结构在通带两侧各引入一个传输零点，减少了通带与阻带之间的过渡带，实现带通两侧的陡降，实现了频率选择表面的高选择性。

技术领域

本发明属于电磁场与微波的技术领域，特别涉及一种基于单层PCB工艺的高选择性频率选择表面。

背景技术

频率选择表面(Frequency selective surface，FSS)是由相同的单元按照周期性排列构成的单层或多层平面结构，本身并不能吸收能量，却具有滤波的作用，本质上是一种空间滤波器。频率选择表面所具有的特性被广泛应用于天线系统、雷达天线罩、无线安全屏蔽等领域。

近年来，多频技术在民用通信和军事领域都受到了极大地重视，且发展迅速。然而在同一系统中集成多个不同频率的分系统，而各分系统之间的耦合和干扰可能会影响整个系统的性能，将频率选择表面运用到这些系统中可以有效地将不同频率的信号隔离出来，将它们之间的影响降到最低。不同频率的应用也造成了频谱资源的日益紧张，因此高性能的频率选择表面越来越成为一种热点，其中双边陡降的特性尤为关键。频率选择表面的双边陡降可以极大地减小通带和阻带之间的过渡带，使之接近于理想的滤波性能。要实现频率选择表面传输响应的双边陡降，可以利用多层频率选择表面级联结构，但这会导致整体的频率选择表面厚度非常大，往往不契合实际应用；在通带两侧各引入一个传输零点也可以实现频率选择表面传输响应的双边陡降。

例如，文献《Design and experimental verification of compact frequency-selective surface with quasi-elliptic bandpass response》(G.Q.Luo,W.Hong,Q.H.Lai,K.Wu,and L.L.Sun,“IEEE Trans.Microw.Theory Techn.,vol.55,no.12,pp.2481–2487,Dec.2007”)提出的一种基于集成波导的频率选择表面，在通带两侧各引入一个传输零点，实现了通带到阻带之间的陡降。

从各种文献中可以发现，要实现双边陡降的频率选择表面可以利用多层频率选择表面叠加或者集成波导等技术，但是这些技术往往十分复杂，使得频率选择表面加工制作十分困难，在实际应用中难以实现。

发明内容

本发明要实现的目的：为了克服现在的技术中，要实现高选择性频率选择表面，需要复杂技术而在实际应用中难以加工实现的问题，提出来一种新型易于实现的高选择性频率选择表面。

为了实现上述目的，具体方案如下：

本发明高选择性频率选择表面由多个周期性分布的单元构成，每个单元从上至下依次包括第一金属层、介质层、第二金属层；第一金属层与第二金属层结构大小相同，且相对于介质层对称设置。

第一金属层、第二金属层主要由方环，以及置于方环内的四个金属结构构成；金属结构包括弯折线和三角形结构，所述弯折线的一端与方环的内角连接，另一端与三角形结构的边长中心连接，且四个金属结构呈中心对称分布；

进一步，所述频率选择表面单元的方环、弯折线、三角形结构为金属。

进一步，所述频率选择表面的介质层所采用的材料为F4B-2。

进一步，所述频率选择表面工作频率在4.8-5.1GHz附近时，介质层厚度为2mm。

进一步，所述频率选择表面的单元尺寸为8.8mm×8.8mm；