本發(fā)明涉及天線技術領域，具體涉及一種頻率選擇表面結(jié)構。

背景技術：

當今世界，無線通訊飛速發(fā)展，使得頻譜資源越來越稀少，電子設備在日常生活中的應用越來越普遍，無用的電磁干擾越來越多，使得電磁環(huán)境日趨惡化，信號干擾也越來越嚴重。

頻率選擇表面（frequencyselectivesurface，fss）是由相同的孔徑或貼片單元在介質(zhì)層上按照二維周期性排列構成的單層或多層準平面結(jié)構，頻率選擇表面可以作為一個空域濾波器，使得fss在工程領域有很大的應用價值，而且fss應用廣泛，涉及到電磁領域的各個方面。fss作為解決電磁干擾問題的一種重要手段，fss的研究受到各界學者的追捧?，F(xiàn)有的單屏圓形環(huán)頻率選擇表面中，當s21|<-10db的情況下，其工作帶寬為12ghz-19.82ghz。

現(xiàn)在多采用單屏fss和雙拼fss來解決電磁干擾的問題，但是，這種結(jié)構的fss工作帶寬較窄、極化穩(wěn)定性和入射角穩(wěn)定性差。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種極化穩(wěn)定性好且入射角穩(wěn)定性也好的頻率選擇表面結(jié)構。

本方案中的頻率選擇表面結(jié)構，包括第一介質(zhì)板和第二介質(zhì)板，所述第一介質(zhì)板位于第二介質(zhì)板上面，所述第一介質(zhì)板上表面設有交叉環(huán)貼片，所述第一介質(zhì)板與第二介質(zhì)板之間設有圓形環(huán)貼片，所述第二介質(zhì)板下表面設有交叉環(huán)貼片，所述兩片交叉環(huán)貼片以圓形環(huán)貼片為中心對稱分布，所述第一介質(zhì)板與第二介質(zhì)板上下重疊在一起。

本方案的原理是：電磁波入射到頻率選擇表面上，會在每個貼片單元上激勵出感應電流，從而產(chǎn)生散射場，這些散射場和入射場互相疊加，就形成了有空間濾波特性的總場，電磁波一部分能量被貼片單元吸收作為維持電子振蕩狀態(tài)的動能，電磁波另一部分能量透過頻率選擇表面，繼續(xù)傳播，這樣對電磁波進行了一個濾波作用，從而得到需要的頻選特性。

本方案的有益效果：1.兩片交叉環(huán)貼片以圓形環(huán)貼片為中心對稱分布，使入射信號的角度更穩(wěn)定，同時極化更穩(wěn)定；2.對稱結(jié)構的三層貼片單元提高了頻率選擇表面的工作帶寬。

進一步，所述交叉環(huán)貼片包括相結(jié)合的交叉偶極子和方形環(huán)結(jié)構。

交叉環(huán)貼片擁有較寬，保證入射信號在介質(zhì)底板處產(chǎn)生極化的穩(wěn)定性。

進一步，所述圓形環(huán)貼片的內(nèi)徑為2.24mm，所述圓形環(huán)貼片的外徑為2.74mm。

圓形環(huán)貼片對頻率選擇表面的工作帶寬具有一定影響，保證頻率選擇表面具有較寬的工作帶寬。

進一步，所述介質(zhì)底板的相對介電常數(shù)為2.85。

介質(zhì)底板為理想的介質(zhì)材料，保證產(chǎn)生電極化，保證極化穩(wěn)定性。

進一步，所述交叉環(huán)貼片的交叉偶極子將方形環(huán)結(jié)構分隔成四個邊長為2.25mm的方形格，所述交叉偶極子的寬度為0.5mm。

交叉環(huán)貼片的帶寬可拓寬頻率選擇表面的工作帶寬，讓頻率選擇表面的工作帶寬達到二倍頻程。

進一步，所述介質(zhì)底板的長為5.7mm，所述介質(zhì)底板的寬為5.5mm，所述介質(zhì)底板的厚度為0.5mm。

保證環(huán)貼片能夠覆蓋在介質(zhì)底板上，并保證介質(zhì)底板的尺寸稍微大于環(huán)貼片的尺寸。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例的結(jié)構示意圖；

圖2為圖1中交叉環(huán)貼片結(jié)構示意圖；

圖3為圖1中圓形環(huán)貼片結(jié)構示意圖；

圖4為對比例中結(jié)構示意圖；

圖5為圖4中十字貼片結(jié)構示意圖；

圖6為對比例的te極化模式傳輸系數(shù)曲線圖；

圖7為對比例的tm極化模式傳輸系數(shù)曲線圖；

圖8為實施例的te極化模式傳輸系數(shù)曲線圖；

圖9為實施例的tm極化模式傳輸系數(shù)曲線圖；

圖10為不同入射角度下實施例結(jié)構的頻率響應特性曲線圖。

具體實施方式

下面通過具體實施方式對本發(fā)明作進一步詳細的說明。

說明書附圖中的附圖標記包括：第一介質(zhì)板1、交叉環(huán)貼片2、圓形環(huán)貼片3、十字貼片4、第二介質(zhì)板5。

實施例

如圖1所示：第一介質(zhì)板、第二介質(zhì)板、交叉環(huán)貼片和圓形環(huán)貼片形成三屏上下對稱的頻率選擇表面結(jié)構，介質(zhì)底板的相對介電常數(shù)為2.85，第一介質(zhì)板上表面設置有交叉環(huán)貼片，第一介質(zhì)板與第二介質(zhì)板之間設置圓形環(huán)貼片，第二介質(zhì)板下表面設置交叉環(huán)貼片，第一介質(zhì)板與第二介質(zhì)板上下重疊在一起。

如圖2所示的交叉環(huán)貼片，包括交叉偶極子和方形環(huán)結(jié)構，交叉偶極子的寬度為0.5mm，交叉偶極子將方形環(huán)結(jié)構分隔成四個邊長為2.25mm的小方塊，交叉環(huán)結(jié)構設置在介質(zhì)底板上，介質(zhì)底板的長為5.7mm，介質(zhì)底板的寬為5.5mm，介質(zhì)底板的厚度為0.5mm。

如圖3所示的圓形環(huán)貼片，圓形環(huán)貼片設置在介質(zhì)底板上，圓形環(huán)貼片的內(nèi)徑為2.24mm，圓形環(huán)貼片的外徑為2.54mm。

通過hfss對本實施例的結(jié)構進行仿真，得到如圖8至圖10所示的仿真結(jié)果圖。

從圖8和圖9可知，當電磁波以te極化模式入射時，在|s21|<-10db的情況下，其工作帶寬為10.73ghz-35.71ghz；當電磁波以tm極化模式入射時，在|s21|<-10db的情況下，其工作帶寬為10.55ghz-36.01ghz，其相對于te極化模式的帶寬寬了一些，說明其極化穩(wěn)定性很好。

當電磁波以tm極化模式入射時，不同的入射角對三屏對稱頻率選擇表面的頻率響應特性的影響，其結(jié)果如圖10所示。從圖中可以看出，隨著入射角度從增加到，三屏對稱頻率選擇表面的帶寬逐漸減小，但其仍然滿足帶寬大于二倍頻程。

對比例

與實施例的區(qū)別在于，本對比例中三層的介質(zhì)底板未對稱設置，即三層介質(zhì)底板構成三屏上下不對稱的頻率選擇表面結(jié)構，其結(jié)構如圖4所示。其第一層介質(zhì)底板上設置的是圓形環(huán)貼片，圓形環(huán)貼片的尺寸與實施例中圓形環(huán)貼片的尺寸相同；第二層介質(zhì)底板上設置的是十字型貼片，如圖5所示，其臂長為2.5mm，寬度為0.5mm；第三層介質(zhì)底板上設置的是交叉環(huán)貼片，交叉環(huán)貼片的尺寸與實施例中的交叉環(huán)貼片的尺寸相同。介質(zhì)底板的材料均采用的是理想介質(zhì)材料，其相對介電常數(shù)=2.85，邊長5.7mm，厚度0.5mm。

通過hfss對本對比例的結(jié)構進行仿真，得到如圖6和圖7所示的仿真結(jié)果圖。

從圖6和圖7中可知，當電磁波以te極化模式入射時，在|s21|<-10db的情況下，其工作帶寬為12.57ghz-37.5ghz；當電磁波以tm極化模式入射時，在|s21|<-10db的情況下，其工作帶寬為12.65ghz-36.15ghz?？梢姡瑢τ谶@個三屏不對稱頻率選擇表面結(jié)構，電磁波以tm極化模式入射時的特性曲線和以te極化模式入射時有基本相同的效果。同時，其工作帶寬很寬，已經(jīng)滿足了二倍頻程這一設計要求。但由于該結(jié)構上下是不對稱的，入射角的穩(wěn)定性不好。

對比實施例與對比例的各個仿真結(jié)果圖可知，對稱結(jié)構的介質(zhì)底板，使入射信號的角度更穩(wěn)定，同時極化更穩(wěn)定，對稱結(jié)構的三層介質(zhì)底板提高了頻率選擇表面的工作帶寬。

以上所述的僅是本發(fā)明的實施例，方案中公知的具體結(jié)構及特性等常識在此未作過多描述。應當指出，對于本領域的技術人員來說，在不脫離本發(fā)明結(jié)構的前提下，還可以作出若干變形和改進，這些也應該視為本發(fā)明的保護范圍，這些都不會影響本發(fā)明實施的效果和專利的實用性。本申請要求的保護范圍應當以其權利要求的內(nèi)容為準，說明書中的具體實施方式等記載可以用于解釋權利要求的內(nèi)容。