CN214203982U - 频率选择表面结构及三阶滤波器 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种频率选择表面结构，包括：第一金属层，第二金属层和介电基板。本申请中的频率选择表面结构由若干个金属层组成，这些金属层由非常薄的介电基板相隔开，金属层分为性质不同的第一金属层和第二金属层，且第一金属层和第二金属层间隔设置，第一金属层始终处于外层。将不同的金属层与非常薄的介质间隔器级联，可以用通用方法来合成改善的带宽和所需的带内纹波，同时使频率选择表面结构的轮廓和体积压缩到很小，使频率选择表面结构图形拓扑简单，易于加工，组装公差小，相对于传统的高阶带通或带阻频率选择结构非常薄。
Description
技术领域
本申请涉及滤波器技术领域，尤其涉及一种频率选择表面结构及三阶滤波器。
背景技术
由于具有周期性几何特征的频率选择表面在处理具有不同频率，极化和入射角的入射空间波方面的固有优势，因此，各种频率选择表面在各种应用中被广泛用作电磁(EM)波的空间滤波器。对于带通滤波响应，经典的频率选择表面是由单层周期性结构制成的，其中包括谐振缝隙元件。尽管可以合成和设计这种单层结构，但是它受带宽有限和带内波纹不均匀的影响。为了解决这些问题，单层结构由厚的电介质平板层叠而成，电介质平板的长度约为电介质波长的四分之一。如果需要高阶滤波响应，则以大轮廓和大体积为代价的导波。
为了解决这些问题，现有技术中提出了一种基于孔耦合谐振器的多层频率选择表面。其使用不同的ACR配置，可实现5％至105％的带宽。尽管这些具有ACR的多层表面具有低轮廓和高频选择性的优点，但是在不同的谐振器之间会激发复杂的电磁耦合，从而导致难以开发综合设计方法。
近年来，现有技术中还提出了由3-D腔元件的周期性布置构造的另一类3-D频率选择结构，以具有更大的设计灵活性来操纵EM波。由于这种特殊的元件构造，3-D频率选择结构可以提供更多的设计自由度以实现卓越的功能，例如高阶滤波响应和高达70％的宽带宽。然而，这些3-D频率选择结构具有其拓扑复杂和组装公差大的缺点，从而导致多个构造的谐振器之间的不可预测的耦合。
高阶带通或带阻频率选择结构是通过级联彼此间隔四分之一波长的多个一阶FSS面板来设计的。然而，这种方法导致相对较厚的结构，该结构较重且笨重，尤其是在低频下。
实用新型内容
为至少在一定程度上克服相关技术中存在的问题，本申请提供一种频率选择表面结构及三阶滤波器。
本申请的方案如下：
根据本申请实施例的第一方面，提供一种频率选择表面结构，包括：
第一金属层，第二金属层和介电基板；
所述第一金属层和所述第二金属层间隔设置，且所述第一金属层始终处于外层；
所述介电基板设置在所述第一金属层和所述第二金属层之间。
优选的，在本申请一种可实现的方式中，
所述第一金属层，所述第二金属层和所述介电基板的个数至少为1，且若所述第一金属层和所述第二金属层的总数为N，则N取值为大于3的奇数，所述第一金属层的个数为
所述第二金属层的个数为
所述介电基板的个数为N-1。
优选的，在本申请一种可实现的方式中，
所述第一金属层包括亚波长电容性金属贴片。
优选的，在本申请一种可实现的方式中，
所述第二金属层包括小型化缝隙谐振单元。
优选的，在本申请一种可实现的方式中，
所述第一金属层中包括多个亚波长电容性金属贴片，多个亚波长电容性金属贴片且呈周期性方阵排列。
优选的，在本申请一种可实现的方式中，
所述第二金属层中包括多个小型化缝隙谐振单元，多个小型化缝隙谐振单元且呈周期性方阵排列。
优选的，在本申请一种可实现的方式中，
所述第二金属层呈工字型结构。
优选的，在本申请一种可实现的方式中，
所述工字型结构的第二金属层平均划分为四个半区，且各半区呈螺旋状。
根据本申请实施例的第二方面，提供一种三阶滤波器，包括：如以上任一项所述的频率选择表面结构，具体的，所述频率选择表面结构包括：
两个所述第一金属层，一个所述第二金属层和两个所述介电基板。
优选的，在本申请一种可实现的方式中，
所述三阶滤波器的总厚度为26mm-28mm。
本申请提供的技术方案可以包括以下有益效果：本申请中的频率选择表面结构，包括：第一金属层，第二金属层和介电基板。本申请中的频率选择表面结构由若干个金属层组成，这些金属层由非常薄的介电基板相隔开，金属层分为性质不同的第一金属层和第二金属层，且第一金属层和第二金属层间隔设置，第一金属层始终处于外层。将不同的金属层与非常薄的介质间隔器级联，可以用通用方法来合成改善的带宽和所需的带内纹波，同时使频率选择表面结构的轮廓和体积压缩到很小，使频率选择表面结构图形拓扑简单，易于加工，组装公差小，相对于传统的高阶带通或带阻频率选择结构非常薄。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。
图1是本申请一个实施例提供的一种频率选择表面结构的侧面结构示意图；
图2是本申请一个实施例提供的一种频率选择表面结构的第一金属层中亚波长电容性金属贴片的排列结构示意图；
图3是本申请一个实施例提供的一种频率选择表面结构的第二金属层中小型化缝隙谐振单元的排列结构示意图；
图4是本申请一个实施例提供的一种频率选择表面结构的第二金属层的工字型结构示意图；
图5是本申请一个实施例提供的一种三阶滤波器的仿真结果图。
附图标记：第一金属层-1；第二金属层-2；介电基板-3。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。
一种频率选择表面结构，参照图1，包括：
第一金属层1，第二金属层2和介电基板3；
第一金属层1和第二金属层2间隔设置，且第一金属层1始终处于外层；
介电基板3设置在第一金属层1和第二金属层2之间。
本申请中的频率选择表面结构，包括：第一金属层1，第二金属层2和介电基板3。本申请中的频率选择表面结构由若干个金属层组成，这些金属层由非常薄的介电基板3相隔开，金属层分为性质不同的第一金属层1和第二金属层2，且第一金属层1和第二金属层2间隔设置，第一金属层1始终处于外层。将不同的金属层与非常薄的介质间隔器级联，可以用通用方法来合成改善的带宽和所需的带内纹波，同时使频率选择表面结构的轮廓和体积压缩到很小，使频率选择表面结构图形拓扑简单，易于加工，组装公差小，相对于传统的高阶带通或带阻频率选择结构非常薄。
一些实施例中的频率选择表面结构，
第一金属层1，第二金属层2和介电基板3的个数至少为1，且若第一金属层1和第二金属层2的总数为N，则N取值为大于3的奇数，第一金属层1的个数为
第二金属层2的个数为
介电基板3的个数为N-1。
优选的，参照图2，第一金属层1中包括多个亚波长电容性金属贴片，多个亚波长电容性金属贴片且呈周期性方阵排列。
参照图3，第二金属层2中包括多个小型化缝隙谐振单元，多个小型化缝隙谐振单元且呈周期性方阵排列。
频率选择表面结构始终由奇数个金属层和将它们彼此分开的偶数个介电基板3组成。该频率选择表面结构，若有N个金属层，则该频率选择表面结构类似N阶带通滤波，阶数N为奇数。
一些实施例中的频率选择表面结构，参照图4，
第二金属层2呈工字型结构。
进一步的，工字型结构的第二金属层2平均划分为四个半区，且各半区呈螺旋状。
在其他实施例中，频率选择表面结构也可以选择其他工字型结构。
一种三阶滤波器，包括：如以上任一实施例中的频率选择表面结构，具体的，频率选择表面结构包括：
两个第一金属层1，一个第二金属层2和两个介电基板3。
优选的，三阶滤波器的总厚度为26mm-28mm。
三阶滤波器的仿真结果如图5所示。
优选的，L波段三阶滤波器总厚度为27mm，远远比传统的为得到高阶滤波响应级联多层介质板的方案，***整体厚度更薄。且基于图5可得知，本实施例中的三阶滤波器带宽大，带外抑制高，带内***损耗小，波纹稳定。整体结构薄，轻便，便于安装。
可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。
需要说明的是，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
应当理解，本申请的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行***执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
此外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (10)
1.一种频率选择表面结构，其特征在于，包括：
第一金属层，第二金属层和介电基板；
所述第一金属层和所述第二金属层间隔设置，且所述第一金属层始终处于外层；
所述介电基板设置在所述第一金属层和所述第二金属层之间。
2.根据权利要求1所述的频率选择表面结构，其特征在于，
所述第一金属层，所述第二金属层和所述介电基板的个数至少为1，且若所述第一金属层和所述第二金属层的总数为N，则N取值为大于3的奇数，所述第一金属层的个数为
所述第二金属层的个数为
所述介电基板的个数为N-1。
3.根据权利要求1所述的频率选择表面结构，其特征在于，
所述第一金属层包括亚波长电容性金属贴片。
4.根据权利要求1所述的频率选择表面结构，其特征在于，
所述第二金属层包括小型化缝隙谐振单元。
5.根据权利要求3所述的频率选择表面结构，其特征在于，
所述第一金属层中包括多个亚波长电容性金属贴片，多个亚波长电容性金属贴片且呈周期性方阵排列。
6.根据权利要求4所述的频率选择表面结构，其特征在于，
所述第二金属层中包括多个小型化缝隙谐振单元，多个小型化缝隙谐振单元且呈周期性方阵排列。
7.根据权利要求4所述的频率选择表面结构，其特征在于，
所述第二金属层呈工字型结构。
8.根据权利要求7所述的频率选择表面结构，其特征在于，
所述工字型结构的第二金属层平均划分为四个半区，且各半区呈螺旋状。
9.一种三阶滤波器，其特征在于，包括：如权利要求1-8任一项所述的频率选择表面结构，具体的，所述频率选择表面结构包括：
两个所述第一金属层，一个所述第二金属层和两个所述介电基板。
10.根据权利要求9所述的三阶滤波器，其特征在于，
所述三阶滤波器的总厚度为26mm-28mm。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202023196448.5U CN214203982U (zh) | 2020-12-25 | 2020-12-25 | 频率选择表面结构及三阶滤波器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN202023196448.5U CN214203982U (zh) | 2020-12-25 | 2020-12-25 | 频率选择表面结构及三阶滤波器 |
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|---|---|
| CN (1) | CN214203982U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112563757A (zh) * | 2020-12-25 | 2021-03-26 | 安方高科电磁安全技术(北京)有限公司 | 频率选择表面结构及三阶滤波器 |
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2020
- 2020-12-25 CN CN202023196448.5U patent/CN214203982U/zh active Active
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| CN112563757A (zh) * | 2020-12-25 | 2021-03-26 | 安方高科电磁安全技术(北京)有限公司 | 频率选择表面结构及三阶滤波器 |
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