三阶超宽阻带小型化单元频率选择表面研究

作     者：郑光明 张延冬 龙怡菲 ZHENG Guangming;ZHANG Yandong;LONG Yifei

作者机构：西安邮电大学电子工程学院陕西西安710121 

出 版 物：《华南理工大学学报（自然科学版）》 (Journal of South China University of Technology(Natural Science Edition))

年 卷 期：2022年第50卷第10期

页      面：80-86页

核心收录：

学科分类：080904[工学-电磁场与微波技术] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(62003262) 陕西省自然科学基金资助项目(2019JQ-341)。 

主　　题：频率选择表面 三阶带通滤波器 超宽阻带 小型化 

摘      要：针对频率选择表面单元的面积大、带宽窄、阻带抑制度不高、低入射角度以及阻带窄的问题,提出了一种基于3层对称叉指微带、两层方形耦合环以及4层介质层组成的三阶超宽阻带小型化单元频率选择表面单元结构。将三阶超宽阻带小型化单元频率选择表面单元中的对称叉指结构等效为电容、方形耦合环等效为电感、介质层等效为分布参数的短截线,得到了具有集总参数和分布参数的混合参数等效滤波电路。通过电路理论计算得到该混合参数等效电路具有三阶切比雪夫带通滤波器的频率响应特性以及超宽阻带的频率特性。采用电路理论计算和电磁仿真软件HFSS相结合设计了三阶超宽阻带小型化单元频率选择表面,理论计算的结果与电磁仿真软件HFSS仿真的结果相吻合,且具有三阶带通滤波器和超宽阻带的频率响应特性曲线。设计的超宽阻带小型化频率选择表面单元尺寸为6mm×6mm,厚度为7mm。加工了41×41单元三阶超宽阻带频率选择表面,并测试了其频率特性。测得频率选择表面的中心频率为2.48GHz,相对带宽为11.2%,带内插入损耗小于0.5dB,带内回波损耗大于18dB,阻带超过55GHz,从2.8GHz到55GHz的频率范围阻带内抑制度大于25dB,在0°到70°的入射角度内所设计的频率选择表面具有较好的频率稳定性。实测和仿真结果吻合较好,表明了设计方法和三阶频率选择表面结构的正确性。