雙頻帶寬通帶毫米波濾波器設(shè)計(jì)

3 數(shù)值結(jié)果與分析

在1-60GHz 的寬頻段內(nèi)，針對(duì)te 入射波計(jì)算組合單元密集型FSS 結(jié)構(gòu)傳輸系數(shù)，步長(zhǎng) 1GHz。為了與傳統(tǒng)松散FSS 結(jié)構(gòu)進(jìn)行比較，選取向同的組合單元，相同的尺寸參數(shù)，對(duì)松 散與密集型排布的兩種FSS 結(jié)構(gòu)進(jìn)行了計(jì)算。參數(shù)取值分別為(如圖3)：支撐介質(zhì)襯底厚 度為0.0254mm,介電常數(shù)為3，電介質(zhì)的損耗正切值為0.008;Y 環(huán)單元的臂寬W1=0.5mm ， 臂長(zhǎng)L1= 1.4mm;Y 縫的臂寬為W3=0.1mm,臂長(zhǎng)L3=1.2mm ;Y 環(huán)縫寬為(W1-W2)/2=0.1mm; 密集型排布時(shí)的周期a=3.464mm,b=2mm,松散排布時(shí)的周期Dx=3.464mm，Dy=3mm。

圖4 為電磁波正入射時(shí)兩種FSS 結(jié)構(gòu)的頻譜特性曲線。從圖4 和表1 可以明顯地看出， 組合單元能夠給出多通帶的頻率響應(yīng)特性，并且通帶的諧振頻點(diǎn)可以由組合單元中的獨(dú)立 單元決定[11];而密集型的排布結(jié)構(gòu)由于單元之間的相互耦合作用加強(qiáng)，可以使得兩個(gè)通帶 的帶寬都變寬。與傳統(tǒng)的松散結(jié)構(gòu)相比，第一個(gè)通帶-3dB 寬度由2.9GHz 增大到12.3GHz,第二個(gè)通帶的-3dB 帶寬由原來的7.7GHz 變寬為13.2GHz，同時(shí)與松散結(jié)構(gòu)相比較，諧振頻 點(diǎn)漂移量不大，第一個(gè)通帶諧振點(diǎn)向低頻漂移2GHz，第二個(gè)通帶諧振點(diǎn)向高頻漂移1GHz。 這種具有寬頻雙通帶的頻譜特性FSS 結(jié)構(gòu)可以應(yīng)用于多饋源反射面天線技術(shù)。

由于實(shí)際應(yīng)用很多情況下入射電磁波極化方式是未知的，并且照射在FSS 結(jié)構(gòu)上的角 度范圍大，因此有必要研究不同入射角度和極化方式下FSS 結(jié)構(gòu)頻譜特性。圖5給出了密 集型FSS 結(jié)構(gòu)在TE、TM兩種不同極化方式下0 度和45 度入射角時(shí)的頻率響應(yīng)特性曲線， 可以明顯地看出，兩個(gè)寬頻通帶具有較好的極化穩(wěn)定性和角度穩(wěn)定性。

4 結(jié) 論

本文對(duì)Y環(huán)和Y孔組合，給出了一種具有雙通帶特性的組合單元頻率選擇表面設(shè)計(jì)。 同時(shí)應(yīng)用單元密集型排布的方法，展寬了兩個(gè)通帶。采用劃分新的周期單元的方法，基于 譜域法進(jìn)行理論計(jì)算和分析。結(jié)果表明：組合單元密集型FSS 的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)寬頻 雙通帶的特性，并且兩個(gè)通帶具有很好的角度穩(wěn)定性和極化穩(wěn)定性。這種設(shè)計(jì)方法可以推 廣應(yīng)用于紅外以及可見光波段，為多通帶寬頻帶濾波器的設(shè)計(jì)提供了一種新的分析方法和 設(shè)計(jì)思路。