專利名稱：X、Ku波段透射Ka波段反射四頻點(diǎn)頻率選擇表面設(shè)計(jì)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一款X、Ku波段透射Ka波段反射四頻點(diǎn)頻率選擇表面設(shè)計(jì)方法。通過 該方法設(shè)計(jì)的頻率選擇表面可應(yīng)用于作為衛(wèi)星通信天線的副反射面。
背景技術(shù)：
多頻段圓極化在衛(wèi)星通信中廣泛使用。隨著衛(wèi)星通信技術(shù)在社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域的廣泛 應(yīng)用，人們對(duì)多頻段復(fù)用的通信系統(tǒng)更加關(guān)注，頻率選擇表面是多頻段復(fù)用系統(tǒng)中的重要 組成部分，從而對(duì)頻率選擇表面的性能提出了更高的要求 1 、多頻點(diǎn)工作。本頻率選擇表面可以工作在X、 Ku、 Ka (20GHz_21GHz)和 Ka(30GHz-31GHz)四個(gè)頻段下工作。X頻段帶寬約1. 5GHzKU頻段:帶寬約1GHzKal頻段帶寬約1GHzKa2頻段帶寬約1GHz傳輸損耗::(在垂直入射時(shí)的損耗)X頻段圓極化損耗約0. 5dBKU頻段:線極化損耗約1. OdB反射損耗::(入射角分別在O。 、10° 、20° 、30° )Kal頻段圓極化損耗約1. 2dBKa2頻段圓極化損耗約1. OdB2、在大角度入射的性能。頻率選擇表面在進(jìn)行頻率分離的時(shí)候，要適用于入射波在大角度入射的情況下有穩(wěn)定的透射系數(shù)和反射系數(shù)。具體說來，就是在入射角度從o度
到30度的變化的情況下，透射系數(shù)和反射系數(shù)滿足系統(tǒng)要求。 3、對(duì)于不同極化的穩(wěn)定性。不同頻段的入射波有圓極化和線極化，頻率選擇表面 對(duì)于不同極化的電磁波有穩(wěn)定的諧振和穩(wěn)定的透射系數(shù)和反射系數(shù)，同時(shí)，對(duì)TE波和TM波 有穩(wěn)定的相位延遲。 本發(fā)明結(jié)果表明，該頻率選擇表面在要求的工作頻點(diǎn)上具備良好的穩(wěn)定的透射系 數(shù)和反射系數(shù)以及較低的熱損耗，可用于衛(wèi)星通信天線的副反射面。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所涉及的X、 Ku波段透射Ka波段反射四頻點(diǎn)頻率選擇表面設(shè)計(jì)方法，可以 用于設(shè)計(jì)是工作在多頻點(diǎn)、圓極化、大角度入射的情況下頻率選擇表面，。本發(fā)明采用以下 技術(shù)方案 使用非關(guān)系諧振法，拓寬頻帶，減少不同極化和不同入射角度對(duì)頻率選擇表面的 性能的影響，使用低介電常數(shù)的介質(zhì)，提高頻率選擇表面在透射頻帶的性能。


圖l(a)為頻率選擇表面結(jié)構(gòu)和單元結(jié)構(gòu)正視圖 圖1 (b)為頻率選擇表面結(jié)構(gòu)和單元結(jié)構(gòu)側(cè)視圖 圖1 (c)為頻率選擇表面結(jié)構(gòu)和單元結(jié)構(gòu)后視圖 圖1 (d)為頻率選擇表面結(jié)構(gòu)和單元結(jié)構(gòu)立體圖 圖2為頻率選擇表面在正入射時(shí)垂直極化和平行極化的插入損耗 圖3為頻率選擇表面在不同角度垂直極化和平行極化的激勵(lì)下的插入損耗 圖4為頻率選擇表面在不同入射角情況下的交叉極化 圖5為頻率選擇表面在不同入射角情況下的熱損耗 具體實(shí)施方法 1選擇合適的諧振形狀，以保證一定帶寬和加工復(fù)雜度低為目標(biāo)。 2根據(jù)要求的頻段，設(shè)計(jì)合適的諧振頻率，由于四頻段頻率選擇表面的有兩個(gè)反射
通帶，在反射時(shí)，根據(jù)反射機(jī)理會(huì)產(chǎn)生較大的面電流，為了規(guī)避這一現(xiàn)象，選擇兩個(gè)反射頻
帶的中點(diǎn)作為主諧振頻率，完成金屬貼片的設(shè)計(jì)。 3根據(jù)帶寬和插入損耗的要求，調(diào)整介質(zhì)的厚度，一面滿足電學(xué)特性，一面兼顧機(jī) 械特點(diǎn)。 4驗(yàn)證四頻段頻率選擇表面在四個(gè)關(guān)心頻帶的特性。
權(quán)利要求
一種X、Ku波段透射Ka波段反射四頻點(diǎn)頻率選擇表面設(shè)計(jì)方法，其特征在于，頻率選擇表面上下兩面均表貼同樣大小的圓環(huán)，為了表貼金屬環(huán)，頻率選擇表面使用了將金屬環(huán)先粘貼在介質(zhì)層上再粘接在支撐層上的方式。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的X、Ku波段透射Ka波段反射四頻點(diǎn)頻率選擇表面設(shè)計(jì)方法， 其特征為選用的諧振單元為大小一致的金屬環(huán)，采用非關(guān)心頻段諧振方法，提高頻率選擇 表面的性能，減少了由于諧振造成了相位突變和表面熱損耗。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的X、Ku波段透射Ka波段反射四頻點(diǎn)頻率選擇表面設(shè)計(jì)方法， 其特征為選用的介質(zhì)厚度滿足諧振頻率波長(zhǎng)的0. 45倍至0. 55倍之間。
全文摘要
本發(fā)明涉及X、Ku波段透射Ka波段反射四頻點(diǎn)頻率選擇表面設(shè)計(jì)方法，該使用該設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)的頻率選擇表面，采用雙側(cè)金屬圓環(huán)表貼結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)頻率選擇表面的四波段頻率選擇特性，具有大角度、不同極化的透射系數(shù)和反射系數(shù)的穩(wěn)定性和相位的一致性。采用非關(guān)心頻段諧振的方式，保證了相位不會(huì)在關(guān)心頻帶中發(fā)生突變，提高了頻率選擇表面的穩(wěn)定性，還降低了熱損耗。將圓環(huán)先粘貼在介質(zhì)上，再將介質(zhì)和支撐層相互粘接，解決了頻率選擇表面的機(jī)械強(qiáng)度問題。本發(fā)明不僅很好地實(shí)現(xiàn)了四頻段圓極化和線極化的頻率分離，同時(shí)具備較在大角度入射情況下的穩(wěn)定的透射系數(shù)和反射系數(shù)，該使用該設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)的頻率選擇表面，可作為衛(wèi)星通信天線的副反射面。
文檔編號(hào)H01Q15/00GK101702469SQ20091023842
公開日2010年5月5日 申請(qǐng)日期2009年11月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月20日
發(fā)明者姚夏元, 梁斌, 白明, 苗俊剛 申請(qǐng)人:北京航空航天大學(xué)