基于立體結構的頻率選擇表面結構的制作方法
【技術領域】
[0001 ]本發(fā)明涉及一種頻率選擇表面結構。
【背景技術】
[0002]頻率選擇表面(Frequency Selective Surface)，簡稱FSS，是一種由大量無源諧振單元在介質層上按二維周期性排列構成的單層或多層準平面結構。頻率選擇表面的概念起源于柵的研究，其最早是由美國物理學家David Rittenhouse發(fā)現和提出的；而經過多年的研究和發(fā)展，頻率選擇表面已被廣泛應用在從微波波段到光波波段的各領域中。
[0003]在工程中，頻率選擇表面的應用十分廣泛，范圍涉及電磁領域的許多方面:在微波波段，頻率選擇表面常用作反射面天線的副反射器，用以提高對反射面天線的利用效率，另夕卜FSS還被用作設計雷達罩來降低天線系統(tǒng)的雷達散射截面(RCS);在遠紅外波段，頻率選擇表面可以用作波極化器，分波束儀，以及用作分子激光器的一腔體鏡，以提高激光器的栗浦功率;在近紅外和可見光區(qū)域，頻率選擇表面還被設計成太陽能吸收表面，以用來幫助吸收太陽能;在THz波段，FSS可用作偏振器，分光鏡，激光輸出藕合器，激光腔鏡，法布里--
拍羅干涉儀和濾波器等。
[0004]頻率選擇表面的最大特性在于其對于以不同頻率、角度以及極化方式入射的電磁波的選擇透過性，即對某些頻帶內入射的電磁波幾乎呈全透明，而對另一些頻帶內入射的波則呈現近乎全反射的特性。頻率選擇表面由兩種基本結構組成:貼片型和孔徑型，其中貼片型是在介質襯底層上周期性地印刷上規(guī)則的由導體貼片單元組成的金屬陣列;而孔徑型則與貼片型相反，是在大金屬屏上周期性地開孔而形成的周期孔徑結構。當頻率選擇表面在某一頻率的電磁波入射下單元發(fā)生諧振時，貼片型頻率選擇表面將對此頻率的電磁波發(fā)生全反射現象，即在諧振頻率處形成帶阻濾波器;而孔徑型頻率選擇表面則對該頻率的電磁波發(fā)生全透射現象，即在諧振頻率處形成帶通濾波器。
[0005]實際上任何周期分布的平面導體貼片或孔徑型的單元結構對入射的電磁波都會產生一定的衍射現象，但若想作為性能較好的頻率選擇表面應用時，必須滿足達到一定的諧振頻率值、阻抗值，以及具有較好的角度和極化穩(wěn)定性等。一個結構簡單的頻率選擇表面結構，其在自由空間的諧振通常發(fā)生在單元尺寸為入射波的半波長整數倍時。但是由于簡單結構的可控制參數比較少，使得其在實際應用時往往存在頻率響應曲線斜率較小、極化穩(wěn)定性差、小型化差等特點，所以現行發(fā)展的趨勢是使用更加復雜的單元及結構。

【發(fā)明內容】

[0006]本發(fā)明是為了解決現有結構簡單的頻率選擇表面存在可控制參數比較少，實際應用時存在頻率響應曲線斜率小、極化穩(wěn)定性差、小型化差的問題，提出了一種基于立體結構的頻率選擇表面結構。
[0007]本發(fā)明所述的基于立體結構的頻率選擇表面結構，它包括η個頻率選擇單元結構，所述η個頻率選擇單元結構按陣列加載，每個頻率選擇單元結構包括四塊一號介質板1、兩塊二號介質板3和金屬薄膜條4; η為大于I的整數；
[0008]四塊一號介質板I垂直拼接構成矩形框，矩形框的內側壁涂有金屬薄膜層，一號介質板I上開有圓形通孔，所述圓形通孔臨近電磁波入射邊等間隔設置，矩形框相對的兩塊介質板I上的圓形通孔相對設置，且每個所述圓形通孔的內側均涂有金屬薄膜層；
[0009]兩塊二號介質板3均設置在所述矩形框內，每塊二號介質板3的一對相對的邊均與矩形框的內側壁固定連接，且兩塊二號介質板3沿中線垂直交接構成十字形結構，所述十字形結構的左臂的下表面、右臂的上表面、上臂的左側表面和下臂的右側表面均設置有金屬薄膜條4，所述金屬薄膜條4為“U”字形，“U”字形金屬薄膜條4的底部臨近兩塊二號介質板3的交接線，所述“U”字形金屬薄膜條4的兩個“臂”垂直于兩塊二號介質板3的交接線并向外延伸，金屬薄膜條4構成諧振結構。
[0010]本發(fā)明所述的結構保證在寬頻帶工作帶寬和滾降迅速的情況下，實現頻率選擇表面的結構簡易實現，且本發(fā)明的頻率選擇表面具有寬帶寬，低損耗，輕量化等優(yōu)點，本發(fā)明使用帶金屬鍍層的介質板作為材料，進行拼接，頻率選擇表面由周期重復疊加的單元結構組成，從總體上看，相互垂直的多個介質板拼接成格子結構，而每個介質板上的金屬薄膜層組成波導壁，位于矩形框的內壁;并且相鄰的金屬壁之間開有金屬過孔，每個金屬過孔的間距相等。所述的周期諧振結構，由兩片覆蓋有金屬帶條相互垂直的介質板構成，其介質板形成完全對稱的“十”字形，并且每一片介質板兩側分別有一個“U”形金屬帶條，兩者以介質板呈180°對稱。
【附圖說明】
[0011]圖1是本發(fā)明頻率選擇單元的結構示意圖；
[0012]圖2是【具體實施方式】一所述的四塊一號介質板拼接結構示意圖；
[0013]圖3是【具體實施方式】一所述的頻率選擇單元的主視圖；
[0014]圖4是【具體實施方式】一所述的諧振結構的主視圖；
[0015]圖5是【具體實施方式】一所述的諧振結構的結構示意圖；
[0016]圖6是本發(fā)明4個頻率選擇單元加載的結構示意圖；
[0017]圖7是本發(fā)明的仿真結果示意圖。
【具體實施方式】
[0018]【具體實施方式】一、結合圖1至圖5說明本實施方式，本實施方式所述的基于立體結構的頻率選擇表面結構，它包括η個頻率選擇單元結構，所述η個頻率選擇單元結構按陣列加載，每個頻率選擇單元結構包括四塊一號介質板1、兩塊二號介質板3和金屬薄膜條4;η為大于I的整數；
[0019]四塊一號介質板I垂直拼接構成矩形框，矩形框的內側壁涂有金屬薄膜層，一號介質板I上開有圓形通孔，所述圓形通孔臨近電磁波入射邊等間隔設置，矩形框相對的兩塊介質板I上的圓形通孔相對設置，且每個所述圓形通孔的內側均涂有金屬薄膜層；
[0020]兩塊二號介質板3均設置在所述矩形框內，每塊二號介質板3的一對相對的邊均與矩形框的內側壁固定連接，且兩塊二號介質板3沿中線垂直交接構成十字形結構，所述十字形結構的左臂的下表面、右臂的上表面、上臂