本發(fā)明屬于頻率選擇表面領(lǐng)域，具體而言，涉及一種寬帶高透低吸頻率選擇表面結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

1、頻率選擇表面(frequency?selective?surface，fss)是一種用于控制電磁波傳播的結(jié)構(gòu)。它通常由周期性排列的金屬元素組成，改變這些元素的幾何形狀和排列方式可以控制通過它們的電磁波的頻率特性。

2、頻率選擇表面可以用于各種應(yīng)用，包括天線設(shè)計、電磁屏蔽、隱身技術(shù)等。通過調(diào)整頻率選擇表面的結(jié)構(gòu)參數(shù)，可以實現(xiàn)對特定頻率范圍的電磁波的透射、反射或吸收，從而實現(xiàn)對電磁波的精確控制。

3、在天線設(shè)計中，頻率選擇表面可以用作天線的增強(qiáng)器或濾波器，幫助天線實現(xiàn)對特定頻率范圍內(nèi)的信號的增強(qiáng)或抑制。在隱身技術(shù)中，頻率選擇表面可以用于減小目標(biāo)物體對雷達(dá)波的反射，從而使目標(biāo)物體在雷達(dá)系統(tǒng)中更難被探測到。

4、總的來說，頻率選擇表面是一種具有重要應(yīng)用價值的電磁波控制結(jié)構(gòu)，在電磁學(xué)、通信、雷達(dá)等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。

5、傳統(tǒng)帶通型頻率選擇表面雷達(dá)罩針對單站雷達(dá)系統(tǒng)，通過優(yōu)化設(shè)計可實現(xiàn)透過所需頻帶內(nèi)電磁波，保證己方雷達(dá)正常通信，對于帶外頻段電磁波，頻率選擇表面等效為金屬將帶外頻段電磁波沿機(jī)翼外形向非威脅方向反射，但是隨著反隱技術(shù)的不斷成熟，雙站甚至多站雷達(dá)組網(wǎng)出現(xiàn)，原本沿機(jī)翼外形進(jìn)行反射的帶外電磁波可能會被其他雷達(dá)所探測到，為了解決這一問題，必須將帶外電磁波進(jìn)行吸收，全方位降低電磁散射。

6、授權(quán)公告號為cn217387546u的中國專利公開了一種基于金屬細(xì)線的透明低損耗吸透一體化頻率選擇表面，自上而下包括頂層損耗層、透明介質(zhì)層和底層頻率選擇表面，所述頂層損耗層包括四個第一金屬貼片單元和一個第二金屬貼片單元，第二金屬貼片單元位于頂層損耗層的幾何中心位置，所述四個第一金屬貼片單元呈中心對稱分布在第二金屬貼片單元四周并與第二金屬貼片單元連接，所述第一金屬貼片單元、第二金屬貼片單元和底層頻率選擇表面均采用金屬細(xì)線構(gòu)成。

7、授權(quán)公告號為cn114614266b的中國專利公開了一種x波段帶通的吸透一體頻率選擇表面結(jié)構(gòu)，包括電阻損耗層、空氣層和帶通fss傳輸層，所述電阻損耗層包括設(shè)置在介質(zhì)基底層表面的六邊形金屬環(huán)貼片，該六邊形金屬環(huán)貼片的每個側(cè)邊的中心都向內(nèi)凹進(jìn)形成s型環(huán)電感器，在六邊形金屬環(huán)貼片的頂點處絲網(wǎng)印刷有一層釕電阻漿料，所述釕電阻漿料與六邊形金屬環(huán)貼片一同構(gòu)成串聯(lián)rlc電路，并同時與s型環(huán)電感器形成的等效lc并聯(lián)諧振回路再串聯(lián)。

8、上述技術(shù)方案存在以下缺陷：

9、僅涉及垂直入射，其角度穩(wěn)定性與吸波帶寬均可進(jìn)一步提升。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對以上缺陷，本發(fā)明提供了一種寬帶高透低吸頻率選擇表面結(jié)構(gòu)，包括若干個呈周期性p陣列排布的頻率選擇表面結(jié)構(gòu)，頻率選擇表面結(jié)構(gòu)由上至下依次排列的上層損耗層、中間泡沫芯層和下層傳輸層；

2、所述上層損耗層包括第一介質(zhì)層，所述第一介質(zhì)層頂部由外至內(nèi)依次安裝有外層變形方環(huán)金屬層和內(nèi)層變形方環(huán)金屬層，所述外層變形方環(huán)金屬層四邊的中部均焊接有貼片電阻；

3、所述下層傳輸層包括依次呈交替分布的三層金屬結(jié)構(gòu)和兩層介質(zhì)層。

4、進(jìn)一步地，所述周期p為9mm～12mm。

5、進(jìn)一步地，所述外層變形方環(huán)金屬層包括方環(huán)結(jié)構(gòu)i和四個外層垂直枝節(jié)，四個外層垂直枝節(jié)分別一體成型于方環(huán)結(jié)構(gòu)i內(nèi)圈的四個端角處；

6、所述內(nèi)層變形方環(huán)金屬層包括方環(huán)結(jié)構(gòu)ii和四個內(nèi)層垂直枝節(jié)，四個內(nèi)層垂直枝節(jié)分別一體成型于方環(huán)結(jié)構(gòu)ii內(nèi)圈的四個端角處，且方環(huán)結(jié)構(gòu)ii四邊的中部均設(shè)有縫隙。

7、進(jìn)一步地，所述方環(huán)結(jié)構(gòu)i的長度值為9.5mm～10mm，寬度值為0.2mm～0.5mm，外層垂直枝節(jié)的寬度值為0.2mm～0.5mm；

8、方環(huán)結(jié)構(gòu)ii的長度值為6mm～8mm，寬度值為0.1mm～0.3mm，內(nèi)層垂直枝節(jié)的寬度值為0.2mm～0.5mm，縫隙的寬度值為1mm～3mm。

9、進(jìn)一步地，所述貼片電阻的阻值為250ohm～350ohm，第一介質(zhì)層的介電常數(shù)為3.3～3.5，厚度值為0.1mm～0.2mm，中間泡沫芯層為pmi泡沫，介電常數(shù)為1.1～1.2，厚度為6mm～8mm。

10、進(jìn)一步地，所述三層金屬結(jié)構(gòu)包括上層金屬層、方環(huán)縫隙和下層金屬層，兩層介質(zhì)層包括第二介質(zhì)層和第三介質(zhì)層，并按照上層金屬層、第二介質(zhì)層、方環(huán)縫隙、第三介質(zhì)層和下層金屬層的順序由上至下分布。

11、進(jìn)一步地，所述上層金屬層和下層金屬層均包括四個方形貼片與外圍網(wǎng)柵，四個方形貼片分別位于外圍網(wǎng)柵通過內(nèi)側(cè)網(wǎng)柵枝節(jié)分隔而成的四個方槽內(nèi)，并與方環(huán)縫隙開設(shè)的四個方孔耦合，構(gòu)成二階帶通濾波器。

12、進(jìn)一步地，所述方孔的長度值為2.5mm～3.5mm，方形貼片的長度值為2.5mm～3.5mm，外圍網(wǎng)柵的長度值為9mm～12mm，外圍網(wǎng)柵四邊的寬度值為0.3mm～0.7mm，內(nèi)側(cè)網(wǎng)柵枝節(jié)的寬度值為0.15mm～0.35mm；

13、第二介質(zhì)層的介電常數(shù)為3.3～3.5，厚度值為1mm～2mm，第三介質(zhì)層的介電常數(shù)為3.3～3.5，厚度值為0.5mm～1.5mm。

14、本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下有益效果：

15、損耗層采用雙層變形方環(huán)級聯(lián)的形式，兼顧了低頻部分的寬帶吸波與高頻部分的透波的同時，在傳輸層采用三層頻率選擇表面級聯(lián)的方式，拓展了高頻部分的透波帶寬，從而可以有效的實現(xiàn)全方位降低電磁散射。

技術(shù)特征：

1.一種寬帶高透低吸頻率選擇表面結(jié)構(gòu)，其特征在于：包括若干個呈周期性p陣列排布的頻率選擇表面結(jié)構(gòu)，頻率選擇表面結(jié)構(gòu)由上至下依次排列的上層損耗層、中間泡沫芯層和下層傳輸層；

2.如權(quán)利要求1所述的一種寬帶高透低吸頻率選擇表面結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述周期p為9mm～12mm。

3.如權(quán)利要求1所述的一種寬帶高透低吸頻率選擇表面結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述外層變形方環(huán)金屬層包括方環(huán)結(jié)構(gòu)i和四個外層垂直枝節(jié)，四個外層垂直枝節(jié)分別一體成型于方環(huán)結(jié)構(gòu)i內(nèi)圈的四個端角處；

4.如權(quán)利要求3所述的一種寬帶高透低吸頻率選擇表面結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述方環(huán)結(jié)構(gòu)i的長度值為9.5mm～10mm，寬度值為0.2mm～0.5mm，外層垂直枝節(jié)的寬度值為0.2mm～0.5mm；

5.如權(quán)利要求1所述的一種寬帶高透低吸頻率選擇表面結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述貼片電阻的阻值為250ohm～350ohm，第一介質(zhì)層的介電常數(shù)為3.3～3.5，厚度值為0.1mm～0.2mm，中間泡沫芯層為pmi泡沫，介電常數(shù)為1.1～1.2，厚度為6mm～8mm。

6.如權(quán)利要求1所述的一種寬帶高透低吸頻率選擇表面結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述三層金屬結(jié)構(gòu)包括上層金屬層、方環(huán)縫隙和下層金屬層，兩層介質(zhì)層包括第二介質(zhì)層和第三介質(zhì)層，并按照上層金屬層、第二介質(zhì)層、方環(huán)縫隙、第三介質(zhì)層和下層金屬層的順序由上至下分布。

7.如權(quán)利要求6所述的一種寬帶高透低吸頻率選擇表面結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述上層金屬層和下層金屬層均包括四個方形貼片與外圍網(wǎng)柵，四個方形貼片分別位于外圍網(wǎng)柵通過內(nèi)側(cè)網(wǎng)柵枝節(jié)分隔而成的四個方槽內(nèi)，并與方環(huán)縫隙開設(shè)的四個方孔耦合，構(gòu)成二階帶通濾波器。

8.如權(quán)利要求7所述的一種寬帶高透低吸頻率選擇表面結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述方孔的長度值為2.5mm～3.5mm，方形貼片的長度值為2.5mm～3.5mm，外圍網(wǎng)柵的長度值為9mm～12mm，外圍網(wǎng)柵四邊的寬度值為0.3mm～0.7mm，內(nèi)側(cè)網(wǎng)柵枝節(jié)的寬度值為0.15mm～0.35mm；

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種寬帶高透低吸頻率選擇表面結(jié)構(gòu)，損耗層采用雙層變形方環(huán)級聯(lián)的形式，兼顧了低頻部分的寬帶吸波與高頻部分的透波的同時，在傳輸層采用三層頻率選擇表面級聯(lián)的方式，拓展了高頻部分的透波帶寬，從而可以有效的實現(xiàn)全方位降低電磁散射。

技術(shù)研發(fā)人員：馬培,李力,李偉,曲新波,宋甲坤
受保護(hù)的技術(shù)使用者：江蘇賽博空間科學(xué)技術(shù)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/11/11