本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域,尤其涉及一種頻率選擇表面結(jié)構(gòu)單元及其組成的頻率選擇表面結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù):
本申請發(fā)明人在實(shí)現(xiàn)本申請實(shí)施例技術(shù)方案的過程中,至少發(fā)現(xiàn)相關(guān)技術(shù)中存在如下技術(shù)問題:
隨著無線通信的快速發(fā)展,不論是雷達(dá)、電子對抗技術(shù),還是個(gè)人通信系統(tǒng),其快速發(fā)展對微波領(lǐng)域都起到了促進(jìn)作用。在很多的領(lǐng)域要求某個(gè)系統(tǒng)需要對特定的電磁波進(jìn)行頻率選擇,例如:微波濾波器、屏蔽箱和屏蔽室、簡單的偶極子頻率選擇表面等。
其中,微波濾波器的種類較多,包括集總參數(shù)構(gòu)成的濾波器、微帶線構(gòu)成的濾波器還有腔體濾波器等,但集總lc濾波器是由電容電感等元件構(gòu)成,在頻率較高時(shí)分布參數(shù)較大,不適于用于高頻率濾波,并且在應(yīng)用時(shí)位置固定,電磁波方向和位置確定。微帶線型濾波器的諧振單元均在同一空間層,占用面積較大,電磁波方向和位置確定。屏蔽箱和屏蔽室雖然能達(dá)到屏蔽電磁波的功能,但是屏蔽的頻率沒有選擇性,且占用體積大,成本昂貴。簡單的偶極子頻率選擇表面對特定的電磁波具有頻率選擇特性,由于其結(jié)構(gòu)簡單,其對不同角度入射的電磁波表現(xiàn)出不一樣的傳輸特性,穩(wěn)定性較差,并且其頻率選擇表面結(jié)構(gòu)尺寸較大,達(dá)不到小型化的效果。
可見,現(xiàn)有的頻率選擇器都無法滿足小型化的要求,并且一般的頻率選擇表面為半波長諧振器,在實(shí)際的設(shè)計(jì)應(yīng)用中不可能將尺寸做的足夠大來滿足特定頻率下的諧振;因此,亟需一種小型化的頻率選擇表面結(jié)構(gòu),在具有頻率選 擇特性的同時(shí),滿足小型化的需求。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
有鑒于此,本發(fā)明實(shí)施例希望提供一種頻率選擇表面結(jié)構(gòu)及其組成的頻率選擇表面結(jié)構(gòu),至少解決了現(xiàn)有技術(shù)存在的問題,在具有頻率選擇特性的同時(shí),滿足小型化的需求。
本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:
本發(fā)明實(shí)施例提供的一種頻率選擇表面結(jié)構(gòu)單元,所述頻率選擇表面結(jié)構(gòu)單元包括介質(zhì)基板1、位于所述介質(zhì)基板1的介質(zhì)平面上的方環(huán)陣列2與金屬條3;
所述方環(huán)陣列2包括沿所述介質(zhì)基板1的四條邊設(shè)置的封閉方環(huán)金屬線21和設(shè)于所述封閉方環(huán)金屬線21內(nèi)部與所述封閉方環(huán)金屬線21具有同一中心的依次排列的縫隙方環(huán)陣列22,所述縫隙方環(huán)陣列具有兩條交叉的對角線縫隙,所述對角線縫隙將所述縫隙方環(huán)陣列22的每個(gè)縫隙方環(huán)劃分為不同方向的四條金屬線221;所述金屬條3包括第一金屬條31,所述第一金屬條31垂直相交于所述封閉方環(huán)金屬線21與對應(yīng)方向上的縫隙方環(huán)陣列22的每條金屬線221。
上述方案中,所述縫隙方環(huán)陣列的每個(gè)方向上的金屬線221之間的距離d相等。
上述方案中,所述金屬條3還包括與所述第一金屬條31平行的第二金屬條32,所述第二金屬條32與所述縫隙方環(huán)陣列的對應(yīng)方向上的部分金屬線221垂直相交。
上述方案中,所述金屬線221之間的距離為d,包括第一距離d1、第二距離d2和第三距離d3,其中,與所述第二金屬條相交的金屬線之間的距離d1和與所述第二金屬條未相交的金屬線之間的距離d2相等,所述與第二金屬條相交的金屬線和與所述第二金屬條未相交的金屬線之間的距離d3=2d1。
上述方案中,通過改變所述金屬線221的之間的距離d、所述金屬條3的寬度w和封閉方環(huán)金屬線21的邊長的長度l來改變所述頻率選擇表面結(jié)構(gòu)單 元的有效諧振波長,根據(jù)所述有效諧振波長確定所述頻率選擇表面結(jié)構(gòu)單元的諧振頻率。其中,金屬條3的寬度為w。
上述方案中,所述金屬線221之間的距離d的取值范圍為0.1~0.75mm,所述金屬條的寬度w的取值范圍為0.1~0.75mm。
上述方案中,當(dāng)封閉方環(huán)金屬線的邊長長度l不變時(shí),減小所述金屬線221之間的距離d和/或所述金屬條3的寬度w,諧振波長增大,諧振頻率降低。
上述方案中,當(dāng)封閉方環(huán)金屬線的邊長長度l不變時(shí),增大所述金屬線221之間的距離d和/或所述金屬條3的寬度w,諧振波長減小,諧振頻率增加。
本發(fā)明實(shí)施例提供的一種頻率選擇表面結(jié)構(gòu),所述頻率選擇表面結(jié)構(gòu)包括多個(gè)權(quán)利要求1至8任一項(xiàng)所述的頻率選擇表面結(jié)構(gòu)單元,所述頻率選擇表面結(jié)構(gòu)單元周期對稱排列。
上述方案中,所述頻率選擇表面結(jié)構(gòu)單元周期對稱排列包括:預(yù)設(shè)數(shù)量的所述頻率選擇表面結(jié)構(gòu)單元中心對稱排列。
本發(fā)明實(shí)施例的一種頻率選擇表面結(jié)構(gòu)單元,包括介質(zhì)基板1、位于所述介質(zhì)基板1的介質(zhì)平面上的方環(huán)陣列2與金屬條3;所述方環(huán)陣列2包括沿所述介質(zhì)基板1的四條邊設(shè)置的封閉方環(huán)金屬線21和設(shè)于所述封閉方環(huán)金屬線內(nèi)部與所述封閉方環(huán)金屬線具有同一中心的依次排列的縫隙方環(huán)陣列22,所述縫隙方環(huán)陣列22具有兩條交叉的對角線縫,所述對角縫隙將所述縫隙方環(huán)陣列的每個(gè)縫隙方環(huán)劃分為不同方向的四條金屬線221;所述金屬線3包括第一金屬條31,垂直相交于所述封閉方環(huán)金屬線21與對應(yīng)方向上的縫隙方環(huán)陣列的每條金屬線221。采用本發(fā)明實(shí)施例,頻率選擇表面結(jié)構(gòu)單元采用完全對稱的正方形單元,在方環(huán)形結(jié)構(gòu)的內(nèi)部設(shè)有與封閉方環(huán)金屬線21相連的金屬條3,并且在封閉方環(huán)金屬線21內(nèi)有許多平行金屬線221構(gòu)成的縫隙方環(huán)陣列22與該金屬條3垂直相交,由于封閉方環(huán)金屬線21的周長增大,方環(huán)的周長增大,對應(yīng)的諧振波長增大,通過增加諧振單元的有效周長降低來諧振頻率,從而在小型化的基礎(chǔ)上能夠有效進(jìn)行頻率選擇。
附圖說明
圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種頻率選擇表面結(jié)構(gòu)單元的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的另一種頻率選擇表面結(jié)構(gòu)單元的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種頻率選擇表面結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖4為采用本發(fā)明實(shí)施例提供頻率選擇表面結(jié)構(gòu)單元時(shí)te波垂直入射時(shí)的頻率響應(yīng)特性;
圖5為采用本發(fā)明實(shí)施例提供頻率選擇表面結(jié)構(gòu)單元時(shí)te波以不同角度入射時(shí)的頻率響應(yīng)特性;
圖6為采用本發(fā)明實(shí)施例提供頻率選擇表面結(jié)構(gòu)單元時(shí)不同極化波垂直入射時(shí)的頻率響應(yīng)特性;
圖7為采用本發(fā)明實(shí)施例提供頻率選擇表面結(jié)構(gòu)單元時(shí)不同極化波45°入射時(shí)的頻率響應(yīng)特性。
其中,介質(zhì)基板:1,方環(huán)陣列:2,封閉方環(huán)金屬線:21,縫隙方環(huán)陣列:22,金屬線:221,金屬條:3,第一金屬條31,第二金屬條:32。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對技術(shù)方案的實(shí)施作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
本發(fā)明實(shí)施例提供一種頻率選擇表面結(jié)構(gòu)單元,如圖1所示,頻率選擇表面結(jié)構(gòu)單元包括介質(zhì)基板1、位于所述介質(zhì)基板1的介質(zhì)平面上的方環(huán)陣列2與第一金屬條3,所述方環(huán)陣列2包括沿所述介質(zhì)基板1的四條邊設(shè)置的封閉方環(huán)金屬線21和設(shè)于所述封閉方環(huán)金屬線21內(nèi)部與所述封閉方環(huán)金屬線21具有同一中心的依次排列的縫隙方環(huán)陣列22,所述縫隙方環(huán)陣列22具有兩條交叉的對角線縫隙,所述對角線縫隙將所述縫隙方環(huán)陣列的每個(gè)縫隙方環(huán)劃分為不同方向的四條金屬線221;所述金屬條3包括第一金屬線31,垂直相交于所述封閉方環(huán)金屬線21與對應(yīng)方向上的縫隙方環(huán)陣列22的每條金屬線221。在圖一所示的頻率選擇表面結(jié)構(gòu)單元中,所述縫隙方環(huán)陣列22的每個(gè)方向上的 金屬線221之間的距離相等。
在圖1中,頻率選擇表面結(jié)構(gòu)單元為正方形貼面單元完全對稱結(jié)構(gòu),在方形結(jié)構(gòu)的內(nèi)部的封閉方環(huán)金屬線21的每個(gè)邊上有一個(gè)金屬條3和每一邊的中點(diǎn)相連,且該金屬條3與封閉方環(huán)金屬線21的內(nèi)部的縫隙方環(huán)陣列22的對應(yīng)方向上的每一個(gè)金屬線221垂直相交,這樣來增加貼片單元的有效諧振波長,降低了諧振頻率。由于一個(gè)封閉方環(huán)金屬線的周長較短,而增加每一條金屬線相連的金屬條后,等效的諧振周長增加,由f=c/λ,可得到諧振頻率降低,其中f為諧振頻率,c為諧振周長,λ為諧振波長。從該公式可知,該金屬線長度由需要的諧振頻率來決定。
在圖1中,封閉方環(huán)金屬線的邊長(方環(huán)單元結(jié)構(gòu)的邊長)為l,l取5.1mm,縫隙方環(huán)陣列22的金屬線221的寬度均為w=0.15mm,金屬線221之間的距離d=0.15mm,方環(huán)陣列到介質(zhì)基板的邊的間距即封閉方環(huán)金屬線2到介質(zhì)基板邊的間距g=4.2mm,封閉方環(huán)陣列的每個(gè)方向上包括6條金屬線221,這些金屬線的長度分別為l1=3.6mm,l2=3.0mm,l3=2.4mm,l4=1.8mm,l5=1.2mm,l6=0.6mm,第一金屬條31的長度:s1=2.1mm,所有的金屬線在同一個(gè)介質(zhì)平面上,在本發(fā)明實(shí)施例中,介質(zhì)基板的各項(xiàng)參數(shù)如下:厚度為1mm,介電常數(shù)4.3,正切損耗為0.025。
需要說明的是,上述數(shù)據(jù)為描述本發(fā)明的具體結(jié)構(gòu)進(jìn)行的舉例,實(shí)施例中涉及的具體數(shù)據(jù)包括并不限于上述舉例。
相對于普通的頻率選擇表面沒有充分利用矩形金屬框內(nèi)部的空間,本發(fā)明實(shí)施例提供的頻率選擇表面結(jié)構(gòu)單元的內(nèi)部空間的金屬條和矩形金屬線相連,這樣有效諧振波長增加,諧振頻率降低,當(dāng)需要諧振某一個(gè)諧振頻率的電磁波時(shí),采用本發(fā)明實(shí)施例提供的結(jié)構(gòu),需要的單元面積大大減小,從而實(shí)現(xiàn)小型化。
在實(shí)際應(yīng)用中,本發(fā)明實(shí)施例中的頻率選擇表面結(jié)構(gòu)的單元可不限制在四邊形的方環(huán),也可包括圓形等其他的環(huán)形,當(dāng)頻率選擇結(jié)構(gòu)表面為圓形時(shí),所述封閉方環(huán)金屬線對應(yīng)位置為封閉圓形金屬線,在其內(nèi)部設(shè)置同心圓的縫隙圓 環(huán)陣列,且對角線縫隙將所述縫隙圓環(huán)陣列的每個(gè)縫隙圓環(huán)劃分為不同方向的四條金屬線;封閉圓環(huán)金屬線與對應(yīng)方向上的縫隙圓環(huán)陣列的每條金屬線垂直相交有金屬條。
如圖2所示,金屬條3還包括與第一金屬條31平行的第二金屬條32,第二金屬條32與所述縫隙方環(huán)陣列22的對應(yīng)方向上的部分金屬線221垂直相交。在圖2中,金屬線221之間的距離d包括第一距離d1、第二距離d2和第三距離d3,第一距離d1為與第二金屬條32相交的金屬線221之間的距離,第二距離d2為與第二金屬條32未相交的金屬線221之間的距離,第三距離d3為與第二金屬條32相交的金屬線221和與第二金屬條32未相交的金屬線221之間的距離;其中,與所述第二金屬條32相交的金屬線221之間的第一距離d1和與所述第二金屬條32未相交的金屬線221之間的第二距離d2相等,所述與第二金屬條32相交的金屬線221和與所述第二金屬條32未相交的金屬線221之間的第三距離d3=2d1。
對于圖1、2所示的頻率選擇表面結(jié)構(gòu)中,通過改變所述金屬線221的之間的距離d、所述金屬條3的寬度w和封閉方環(huán)金屬線21的邊長長度l來改變所述頻率選擇表面結(jié)構(gòu)單元的有效諧振波長,根據(jù)所述有效諧振波長確定所述頻率選擇表面結(jié)構(gòu)單元的諧振頻率。其中,所述金屬線221之間的距離d的取值范圍為0.1~0.75mm,金屬條3的寬度w的取值范圍為0.1~0.75mm。
具體的,當(dāng)封閉方環(huán)金屬線的邊長長度l不變時(shí),減小所述金屬線221之間的距離d和/或所述金屬條3的寬度w,諧振波長增大,諧振頻率降低。當(dāng)封閉方環(huán)金屬線的邊長長度l不變時(shí),增大所述金屬線221之間的距離d和/或所述金屬條3的寬度w,諧振波長減小,諧振頻率增加。
如圖2所示,在方環(huán)形結(jié)構(gòu)的內(nèi)部都有三條金屬條(一條第一金屬條、兩條第二金屬條)和封閉方環(huán)金屬線21及部分金屬線221相連,這樣來增加貼片單元的有效諧振波長,降低了諧振頻率。封閉方環(huán)金屬線的邊長即方環(huán)單元結(jié)構(gòu)的邊長尺寸為l*l=8.7mm*8.7mm,金屬條的寬度均為w=0.15mm,第一距離、第二距離d1=d2=0.15mm,封閉方環(huán)金屬線到介質(zhì)基板的邊的間距g=0.2mm,由對 角線縫隙隔離之后的縫隙方環(huán)陣列的每個(gè)方向上的12條金屬線的長度分別為:l1=8.0mm,l2=7.4mm,l3=6.8mm,l4=6.2mm,l5=5.6mm,l6=5.0mm,l11=4.0mm,l22=3.4mm,l33=2.8mm,l44=2.2mm,l55=1.6mm,l66=1.0mm,連接的第一金屬條31的長度s1=4.05mm,第二金屬條32的長度s2=2.1mm。所有的金屬線與金屬條在同一個(gè)介質(zhì)平面上,此介質(zhì)基板的各項(xiàng)參數(shù)如下:厚度為1mm,介電常數(shù)4.3,正切損耗為0.025。以該頻率選擇表面結(jié)構(gòu)單元形成的屏蔽器單元的尺寸約為0.055λ0×0.055λ0(λ0為阻帶中心頻率點(diǎn)對應(yīng)的真空中波長),達(dá)到了小型化的效果。并在封閉方環(huán)的邊長不變的情況下減小金屬線之間的距離d和/或金屬線的寬度w可以增大諧振波長,進(jìn)而使諧振頻率降低;反之增加金屬線之間的距離d和/或金屬線的寬度w,可以使諧振頻率增加,來濾除頻率較高的電磁波。
在本發(fā)明實(shí)施例圖2提供的頻率選擇表面結(jié)構(gòu)單元中,縫隙方環(huán)陣列22的金屬線221的寬度的取值范圍為0.1~0.75mm,金屬線221與金屬線221之間的距離為d,d的取值范圍為0.1~0.75mm,連接在方環(huán)陣列的每個(gè)方向上的金屬條31、32的長度的取值范圍為:31為:2.8~8.5mm,32為1.5~4.3mm,縫隙方環(huán)陣列內(nèi)的有對角線縫隙隔離后的金屬線221的長度為ln,ln的取值范圍為0.5~16mm,n為方形結(jié)構(gòu)內(nèi)的每個(gè)方向上金屬線個(gè)數(shù),即縫隙方環(huán)陣列中的縫隙方環(huán)的個(gè)數(shù),其范圍為6~20。按照所述的結(jié)構(gòu)方式排列,采用所有的金屬條和金屬線以金屬貼片的形式刻蝕在同一個(gè)介質(zhì)平面上,此介質(zhì)基板的各項(xiàng)參數(shù)可如下:厚度為1mm,介電常數(shù)4.3,正切損耗為0.025。
本發(fā)明實(shí)施例還提供一種頻率選擇表面結(jié)構(gòu),該頻率選擇表面結(jié)構(gòu)由圖1或圖2所示的頻率選擇表面結(jié)構(gòu)單元組成,包括多個(gè)圖1或圖2所示的頻率選擇表面結(jié)構(gòu)單元,這些頻率選擇表面結(jié)構(gòu)單元周期對稱排列,具體的,包括預(yù)設(shè)數(shù)量的所述頻率選擇表面結(jié)構(gòu)單元中心對稱排列。這里,預(yù)設(shè)數(shù)量的取值可為4、9、16等平方數(shù),如圖3所示,以預(yù)設(shè)數(shù)量以4為例,4個(gè)圖2所示的頻率選擇表面結(jié)構(gòu)單元中心對稱排列,在根據(jù)需要選擇需要過濾的頻率的同時(shí),通過高度對稱的結(jié)構(gòu),提高頻率選擇表面的角度和極化穩(wěn)定性,滿足入射角和 極化角變化時(shí),其對電磁波的選擇作用基本一致。
在實(shí)際應(yīng)用中,頻率選擇表面是一種空間濾波結(jié)構(gòu),此結(jié)構(gòu)主要分為貼片型和孔徑型,它們分別對應(yīng)表現(xiàn)出帶阻和帶通的特性,本發(fā)明實(shí)施例提供的頻率選擇表面結(jié)構(gòu)主要應(yīng)用于無線通訊網(wǎng)絡(luò)的屏蔽,所以本發(fā)明實(shí)施例中采用具有帶阻特性的貼片型單元。由于在典型的貼片型單元中,方環(huán)型的單元結(jié)構(gòu)具有相對較寬的帶寬,并且采用緊湊的周期對稱排列的方環(huán)單元進(jìn)行微波頻率選擇。由于方環(huán)周長增大,對應(yīng)的諧振波長增大,通過增加諧振單元的有效周長降低來諧振頻率,應(yīng)用本發(fā)明實(shí)施例提供的頻率選擇表面結(jié)構(gòu)單元進(jìn)行嚴(yán)格周期對稱排列提高了頻率選擇表面的角度和極化穩(wěn)定性。
下面以圖2所示的頻率選擇表面結(jié)構(gòu)單元為例,通過不同的參數(shù)設(shè)置的實(shí)施例,對發(fā)明實(shí)施例提供的頻率選擇表面結(jié)構(gòu)單元和頻率選擇表面結(jié)構(gòu)進(jìn)行進(jìn)一步說明。
實(shí)施例一
在該頻率選擇表面結(jié)構(gòu)單元中,采用厚度為1mm,介電常數(shù)4.3,正切損耗為0.025的介質(zhì)基板。在介質(zhì)基板上的以金屬貼片的形式形成如圖2所示的結(jié)構(gòu),縫隙方環(huán)陣列的方環(huán)的個(gè)數(shù)n為12,其中,6個(gè)縫隙方環(huán)與第一金屬條31和第二金屬條32同時(shí)相交,其長度分別為l1、l2、l3、l4、l5、l6,6個(gè)方環(huán)未與第二金屬條32相交,只與第一金屬條31相交,其長度分別為l11、l22、l33、l44、l55、l66,具體的:
在介質(zhì)基板的機(jī)制平面上設(shè)有一個(gè)方環(huán)形結(jié)構(gòu)及封閉方環(huán)金屬線,該封閉方環(huán)金屬線的邊長為l=8.7mm,在封閉方環(huán)金屬線的內(nèi)部有縫隙方環(huán)陣列,由封閉方環(huán)金屬線和縫隙方環(huán)陣列組成方環(huán)陣列,在方環(huán)陣列的每個(gè)方向上有三條金屬條3分別和對應(yīng)方向上的每一條金屬線相連,該金屬條長度分別為:s1為4.05mm,s2為2.1mm,s2為2.1mm。
(2)縫隙方環(huán)陣列由對角線縫隙在四個(gè)不同方向隔離出平行排列且長度依次減小的金屬線,從外到內(nèi)的縫隙方環(huán)陣列中與第二金屬條32相交的金屬線的長度依次為l1=8.0mm,l2=7.4mm,l3=6.8mm,l4=6.2mm,l5=5.6mm, l6=5.0mm的,每一條金屬線的寬度為w=0.15mm,第一距離d1=0.15mm。
(3)然后在(2)的基礎(chǔ)上隔一個(gè)間距d3=0.3mm,該間距即為與所述第二金屬條32相交的金屬線221之間的第一距離d1和與所述第二金屬條32未相交的金屬線221之間的第三距離d3,未與第二金屬條32相交的金屬線221的長度依次為l11=4.0mm,l22=3.4mm,l33=2.8mm,l44=2.2mm,l55=1.6mm,l66=1.0mm,這些金屬線之間的距離d2=0.15mm。這里,d3=2d1=2d2。
(4)將此單元陣列結(jié)構(gòu)刻蝕在介質(zhì)基板上,其介質(zhì)基板的各項(xiàng)參數(shù)為厚度1mm,介電常數(shù)4.3,正切損耗為0.025。
通過該頻率選擇表面結(jié)構(gòu)單元夠構(gòu)成的屏蔽器單元尺寸為0.055λ0×0.055λ0(λ0為阻帶中心頻率點(diǎn)對應(yīng)的真空中波長)。
通過電磁仿真軟件ansofthfss13.0對該屏蔽器結(jié)構(gòu)進(jìn)行仿真,仿真的參數(shù)結(jié)果如圖4至7所示,
其中,圖4給出了橫電波(transverseelectricwave,te波)垂直入射時(shí)的頻率響應(yīng)。由圖4可知,該屏蔽器呈現(xiàn)出帶阻特性,中心頻率為1.9ghz。在中心頻率處的衰減達(dá)到了-60db以下,達(dá)到了很好的屏蔽全球通信系統(tǒng)(globalsystemformobilecommunications,gsm)1900信號的作用。
圖5給出了te波以不同角度入射該屏蔽器時(shí)頻率響應(yīng)特性曲線,對te波以0°、30°、60°入射時(shí),該屏蔽器的中心頻率基本不變,都能很好的屏蔽gsm1900信號,由結(jié)果看出,該發(fā)明的屏蔽結(jié)構(gòu)對不同角度的入射波都保持了十分穩(wěn)定的傳輸特性,表面該頻率選擇表面結(jié)構(gòu)的屏蔽器具有很好的角度穩(wěn)定性。
圖6和圖7分別給出了不同極化波te和橫磁波(transversemagneticwave,tm波)以0°和45°角入射屏蔽器時(shí)的頻率響應(yīng)特性。由圖可知道,兩種極化波都垂直入射時(shí),該屏蔽器的頻率響應(yīng)基本沒變,中心頻率依然是1.9ghz,當(dāng)te和tm波以45°入射時(shí),該屏蔽器的中心頻率均為1.9ghz,并且在中心頻率的傳輸系數(shù)很小,不同極化波對該屏蔽器的性能沒有影響。由此可見該小型化頻率選擇表面的屏蔽器對入射波的極化表現(xiàn)并不敏感,具有較好的極化穩(wěn) 定性。由圖可知,該發(fā)明的屏蔽器呈現(xiàn)出帶阻特性,中心頻率為1.9ghz,并且角度穩(wěn)定性和極化穩(wěn)定性都很好。
在本發(fā)明實(shí)施例中,金屬線之間的距離d可與金屬線的寬度w相同。
實(shí)施例二:
本發(fā)明實(shí)施例提供的頻率選擇表面結(jié)構(gòu)單元及其組成的頻率選擇表面結(jié)構(gòu)具有通用性,通過進(jìn)一步減小金屬線之間的距離d和金屬條寬度w來增大諧振長度,進(jìn)而使諧振頻率降低;也可以通過適當(dāng)增加間金屬線之間的距離d和金屬條寬度w來使諧振頻率增加,達(dá)到濾除某個(gè)頻率電磁波的效果。
本實(shí)例是增加金屬線之間的間距d和金屬條的寬度w和改變單元尺寸l來減小諧振波長,達(dá)到濾除5.1ghz頻率的電磁波,采用厚度為1mm,介電常數(shù)4.3,正切損耗為0.025的介質(zhì)基板,縫隙方環(huán)陣列的方環(huán)的個(gè)數(shù)為8,其中,4個(gè)縫隙方環(huán)與第一金屬條31和第二金屬條32同時(shí)相交,其長度分別為l1、l2、l3、l4,4個(gè)方環(huán)未與第二金屬條32相交,只與第一金屬條31相交,其長度分別為l11、l22、l33、l44,質(zhì)基板上的結(jié)構(gòu)尺寸如下:
金屬線的寬度w=0.21mm,金屬線之間的距離d=0.21mm(d1=d2=0.21,d3=2d1=0.42mm),封閉方環(huán)金屬線到介質(zhì)基板的邊的距離為g=0.25mm,第一金屬條31和第二金屬條32的長度:s1為3.99mm,s2為2.1mm,s2=為2.1mm,從外到內(nèi)的縫隙方環(huán)陣列中與第二金屬條32相交的金屬線的長度依次為:l1=7.5mm,l2=6.7mm,l3=5.9mm,l4=5.1mm,未與第二金屬條32相交的金屬線的長度依次l11=3.5mm,l22=2.7mm,l33=1.9mm,l44=1.1mm。其分布結(jié)構(gòu)與實(shí)例一結(jié)構(gòu)類似,其效果在中心頻率為5.1ghz時(shí)該屏蔽器結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)出帶阻特性,并且也有較好的角度穩(wěn)定性和極化穩(wěn)定性,所設(shè)計(jì)的屏蔽器單元尺寸為8.4mm×8.4mm。
以上所述,僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已,并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。