基于立体结构的频率选择表面结构的制作方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及一种频率选择表面结构。
【背景技术】
[0002]频率选择表面(Frequency Selective Surface)，简称FSS，是一种由大量无源谐振单元在介质层上按二维周期性排列构成的单层或多层准平面结构。频率选择表面的概念起源于栅的研究，其最早是由美国物理学家David Rittenhouse发现和提出的；而经过多年的研究和发展，频率选择表面已被广泛应用在从微波波段到光波波段的各领域中。
[0003]在工程中，频率选择表面的应用十分广泛，范围涉及电磁领域的许多方面:在微波波段，频率选择表面常用作反射面天线的副反射器，用以提高对反射面天线的利用效率，另夕卜FSS还被用作设计雷达罩来降低天线系统的雷达散射截面(RCS);在远红外波段，频率选择表面可以用作波极化器，分波束仪，以及用作分子激光器的一腔体镜，以提高激光器的栗浦功率;在近红外和可见光区域，频率选择表面还被设计成太阳能吸收表面，以用来帮助吸收太阳能;在THz波段，FSS可用作偏振器，分光镜，激光输出藕合器，激光腔镜，法布里--
拍罗干涉仪和滤波器等。
[0004]频率选择表面的最大特性在于其对于以不同频率、角度以及极化方式入射的电磁波的选择透过性，即对某些频带内入射的电磁波几乎呈全透明，而对另一些频带内入射的波则呈现近乎全反射的特性。频率选择表面由两种基本结构组成:贴片型和孔径型，其中贴片型是在介质衬底层上周期性地印刷上规则的由导体贴片单元组成的金属阵列;而孔径型则与贴片型相反，是在大金属屏上周期性地开孔而形成的周期孔径结构。当频率选择表面在某一频率的电磁波入射下单元发生谐振时，贴片型频率选择表面将对此频率的电磁波发生全反射现象，即在谐振频率处形成带阻滤波器;而孔径型频率选择表面则对该频率的电磁波发生全透射现象，即在谐振频率处形成带通滤波器。
[0005]实际上任何周期分布的平面导体贴片或孔径型的单元结构对入射的电磁波都会产生一定的衍射现象，但若想作为性能较好的频率选择表面应用时，必须满足达到一定的谐振频率值、阻抗值，以及具有较好的角度和极化稳定性等。一个结构简单的频率选择表面结构，其在自由空间的谐振通常发生在单元尺寸为入射波的半波长整数倍时。但是由于简单结构的可控制参数比较少，使得其在实际应用时往往存在频率响应曲线斜率较小、极化稳定性差、小型化差等特点，所以现行发展的趋势是使用更加复杂的单元及结构。
【发明内容】
[0006]本发明是为了解决现有结构简单的频率选择表面存在可控制参数比较少，实际应用时存在频率响应曲线斜率小、极化稳定性差、小型化差的问题，提出了一种基于立体结构的频率选择表面结构。
[0007]本发明所述的基于立体结构的频率选择表面结构，它包括η个频率选择单元结构，所述η个频率选择单元结构按阵列加载，每个频率选择单元结构包括四块一号介质板1、两块二号介质板3和金属薄膜条4; η为大于I的整数；
[0008]四块一号介质板I垂直拼接构成矩形框，矩形框的内侧壁涂有金属薄膜层，一号介质板I上开有圆形通孔，所述圆形通孔临近电磁波入射边等间隔设置，矩形框相对的两块介质板I上的圆形通孔相对设置，且每个所述圆形通孔的内侧均涂有金属薄膜层；
[0009]两块二号介质板3均设置在所述矩形框内，每块二号介质板3的一对相对的边均与矩形框的内侧壁固定连接，且两块二号介质板3沿中线垂直交接构成十字形结构，所述十字形结构的左臂的下表面、右臂的上表面、上臂的左侧表面和下臂的右侧表面均设置有金属薄膜条4，所述金属薄膜条4为“U”字形，“U”字形金属薄膜条4的底部临近两块二号介质板3的交接线，所述“U”字形金属薄膜条4的两个“臂”垂直于两块二号介质板3的交接线并向外延伸，金属薄膜条4构成谐振结构。
[0010]本发明所述的结构保证在宽频带工作带宽和滚降迅速的情况下，实现频率选择表面的结构简易实现，且本发明的频率选择表面具有宽带宽，低损耗，轻量化等优点，本发明使用带金属镀层的介质板作为材料，进行拼接，频率选择表面由周期重复叠加的单元结构组成，从总体上看，相互垂直的多个介质板拼接成格子结构，而每个介质板上的金属薄膜层组成波导壁，位于矩形框的内壁;并且相邻的金属壁之间开有金属过孔，每个金属过孔的间距相等。所述的周期谐振结构，由两片覆盖有金属带条相互垂直的介质板构成，其介质板形成完全对称的“十”字形，并且每一片介质板两侧分别有一个“U”形金属带条，两者以介质板呈180°对称。
【附图说明】
[0011]图1是本发明频率选择单元的结构示意图；
[0012]图2是【具体实施方式】一所述的四块一号介质板拼接结构示意图；
[0013]图3是【具体实施方式】一所述的频率选择单元的主视图；
[0014]图4是【具体实施方式】一所述的谐振结构的主视图；
[0015]图5是【具体实施方式】一所述的谐振结构的结构示意图；
[0016]图6是本发明4个频率选择单元加载的结构示意图；
[0017]图7是本发明的仿真结果示意图。
【具体实施方式】
[0018]【具体实施方式】一、结合图1至图5说明本实施方式，本实施方式所述的基于立体结构的频率选择表面结构，它包括η个频率选择单元结构，所述η个频率选择单元结构按阵列加载，每个频率选择单元结构包括四块一号介质板1、两块二号介质板3和金属薄膜条4;η为大于I的整数；
[0019]四块一号介质板I垂直拼接构成矩形框，矩形框的内侧壁涂有金属薄膜层，一号介质板I上开有圆形通孔，所述圆形通孔临近电磁波入射边等间隔设置，矩形框相对的两块介质板I上的圆形通孔相对设置，且每个所述圆形通孔的内侧均涂有金属薄膜层；
[0020]两块二号介质板3均设置在所述矩形框内，每块二号介质板3的一对相对的边均与矩形框的内侧壁固定连接，且两块二号介质板3沿中线垂直交接构成十字形结构，所述十字形结构的左臂的下表面、右臂的上表面、上臂