一种2.5维闭合环型频率选择表面结构及其设计方法
阅读：177发布：2020-12-04
专利汇可以提供一种2.5维闭合环型频率选择表面结构及其设计方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种2.5维闭合环型 频率 选择表面结构及其设计方法，包含：第一金属贴 片层 、中间介质层、第二金属贴片层及多个 金属化 过孔，该金属化过孔贯穿于上述的第一金属贴片层、中间介质层及第二金属贴片层；第一金属贴片层与第二金属贴片层单元结构及大小相同；第一金属贴片层的一部分圆 角 条状贴片在单元中心相间围绕成一个六边形环，另一部分圆角条状贴片在六边形环周围一定距离处相间构成了六个半六边形环，两个第一金属贴片层单元的半六边形环两两拼接后构成一个与中心的六边形环完全相同的完整六边形环。本发明中的频选结构具有超宽 阻带 特性的同时，减小了频率选择表面的等效单元尺寸，与绝大部分厚度的蒙皮、 外壳 等结构结合，发挥其电性能。，下面是一种2.5维闭合环型频率选择表面结构及其设计方法专利的具体信息内容。
1.一种2.5维闭合环型频率选择表面结构，其特征在于，包含：第一金属贴片层、中间介质层、第二金属贴片层及多个金属化过孔，第一金属贴片层、中间介质层及第二金属贴片层依序压合在一起，该金属化过孔贯穿于上述的第一金属贴片层、中间介质层及第二金属贴片层；该第一金属贴片层的单元形状为一个矩形，贴片形状为多个紧密排布并间隔出现的圆角条状贴片，贴片的两端各设有一个圆形孔，其直径与金属化过孔直径相同，一部分圆角条状贴片在单元中心相间围绕成一个六边形环，另一部分圆角条状贴片在六边形环周围一定距离处相间构成了六个半六边形环，两个第一金属贴片层单元边缘的半六边形环两两拼接后构成一个与中心的六边形环完全相同的完整六边形环，整个单元在平面周期延拓后，呈现紧密排列的六边形环阵列；该第二金属贴片层，其单元为与第一金属贴片层的单元大小相同的矩形，贴片的形状与第一金属贴片层的贴片的形状完全相同，该第二金属贴片层的贴片出现的位置与第一金属贴片层的贴片相交错，二者互补，二者两端的圆形孔交错重叠，重叠的圆形孔处均存在金属化过孔。
2.根据权利要求1所述的2.5维闭合环型频率选择表面结构，其特征在于，所述的中间介质层采用FR4环氧玻璃布层压板。
3.根据权利要求1或2所述的2.5维闭合环型频率选择表面结构，其特征在于，所述的频率选择表面结构加工时选择n*n个单元组成完整结构，即为(n*p1)毫米*(n*p2)毫米，其中p1和p2为频率选择表面结构的单元宽和长，n为正整数且大于等于3。
4.一种2.5维闭合环型频率选择表面的设计方法，包括步骤如下：
1)根据2.5维闭合环型频率选择表面谐振频点计算公式推导出其总边长，确定频率选择表面的单元中金属贴片层的六边形边长和金属化过孔的深度；
2)根据频率选择表面工作带宽的需求决定2.5维闭合环两两之间的距离，得到频率选择表面单元的具体尺寸；
3)通过调整金属化过孔的半径、圆角条状贴片的金属片宽度及包围金属化过孔的圆角金属线宽的参数对频率选择表面的滤波特性进行微调；
4)选择加工材料，采用覆铜箔层压板技术生产所设计的频率选择表面成品。
5.根据权利要求4所述的2.5维闭合环型频率选择表面的设计方法，其特征在于，所述的2.5维闭合环为由第一金属贴片层的金属贴片、金属化过孔以及第二金属贴片层的金属贴片交织组成的金属闭合环路结构。
6.根据权利要求4或5所述的2.5维闭合环型频率选择表面的设计方法，其特征在于，所述的步骤1)中2.5维闭合环型频率选择表面的谐振频点计算公式为：
p×(d+q×dvia)＝c/f0，其中p为闭合环的边数，d为闭合环在第一及第二金属层上的单边贴片总长，q为每条闭合环边上金属化过孔的数量，dvia为单个金属化过孔的深度，c为真空中光的传播速度，f0为指定的谐振中心频率。
7.根据权利要求4所述的2.5维闭合环型频率选择表面的设计方法，其特征在于，所述的步骤3)中对频率选择表面滤波特性的微调具体方法如下：增大金属化过孔的半径，降低谐振频点，提高频率选择表面的小型化程度，同时提高阻带的带宽；在不改变整体六边形阵列的前提下，增大/缩小圆角条状贴片的金属片的宽度，圆角条状贴片的金属片的宽度等于金属化过孔的直径2r时，其斜入射性能最稳定；在不改变整体六边形阵列的前提下，增大/缩小包围金属化过孔的圆角金属线宽，当包围金属化过孔的金属线宽g等于闭合六边环间距s时，其斜入射性能最稳定。
一种2.5维闭合环型频率选择表面结构及其设计方法
技术领域
背景技术
[0002] 现代战争进入到了信息化时代，雷达探测到的目标信息决定了目标的命运。飞行器上的雷达天线系统是重要的散射源，在某些频率和视角范围内具有很高的雷达散射截面(RCS)，减小天线系统的RCS是飞行器实现隐身的重要课题。传统飞行器介质天线罩在全频段“透明”，无隐身效果，因此透波/隐身多功能一体化天线罩的设计显得极为重要，例如如何减小飞行器头部的雷达天线的后向散射成为影响飞行器隐身性能的关键因素之一。普通的介质天线罩不能减小RCS，吸波材料的应用虽然能够减小后向散射，但同时会影响到飞行器的正常通信。而在介质天线罩中应用频率选择表面结构，即频率选择表面技术(Frequency Selective Surface，FSS)则可以克服以上缺陷，由于FSS具有空间滤波特性，能够有效地控制电磁波的反射和透射性能。
[0003] 频率选择表面(Frequency Selective Surface，FSS)是由大量周期性排列、具有特定形状的金属贴片单元或金属平面间缝隙所组成的二维结构，当入射电磁波频率在单元的谐振频率上时，FSS呈现出全反射(贴片型)或全透射(孔径型)，其他频率的电磁波可透过FSS(贴片型)或被全反射(孔径型)，因此FSS可有效的控制电磁波的传输特性。而正是由于FSS具有空间滤波特性，能够有效地控制电磁波的反射和透射性能，所以借助在外壳、保护罩上加载FSS的方法，可以有效地保证低频电子设备在正常工作的同时，不受其他信号的影响。
[0004] 目前绝大多数的频率选择表面研究都针对窄带和宽带频率选择表面，而对超宽带频率选择表面的研究却比较少，这是由于频率选择表面的超宽带特性需要极小的单元间距，同时又需要保证在大角度入射下谐振频点的稳定性，具有相当的难度。由于频率选择表面本质上是一种空间的滤波器，其工作带宽是一个很重要的指标，超宽的带宽在飞行器隐身设计、电磁屏蔽等实际应用场合有着迫切的工程需求。尤其在雷达的常见频段(如S波段、C波段、X波段)内，能覆盖多个频段的超宽带频率选择表面设计能以最精简的结构提供隐身性能。
[0005] 期刊文献：Shi Y,Tang W,Zhuang W,et al.Miniaturised frequency selective surface based on 2.5-dimensional closed loop[J].Electronics Letters,2014,50(23):1656-1658；期刊论文提出了一种2.5维正交环型的带阻频率选择表面，其中的仿真表明，该频率选择表面的谐振频点为2.85GHz，呈一个窄带带阻频响特性。单元大小为0.048λ0*0.048λ0，阻带中心的最大抑制达到-25dB，且在各种不同极化和不同角度的入射波情况下，此频率选择表面呈现了非常稳定的谐振频点。但该技术方案客观存在一个问题，即频率选择表面的带宽过窄，-10dB的阻带仅有500MHz。作为一种滤波材料，频率选择表面工作带宽是一个重要指标，窄带显然不能满足所有的应用场合。
[0006] 期刊文献：Hussain T,Cao Q,Kayani J,et al.Miniaturization of Frequency Selective Surfaces using 2.5-Dimensional Knitted Structures:Design and Synthesis[J].IEEE Transactions on Antennas&Propagation,PP(99):1-1；其目的为设计一种小型化的2.5维频率选择表面结构，为小型工作尺寸的滤波透波需求提供结构方案。单元尺寸10毫米*10毫米，结构总体厚度1.6毫米，具有相当的小型化程度。-10dB带宽从
1.2GHz到2.8GHz，相对带宽达到80％，属于超宽带频率选择表面。但该技术方案仍没有达到
100％相对带宽以上的超宽带，且小型化程度仍有提高的空间。
1.2GHz到2.8GHz，相对带宽达到80％，属于超宽带频率选择表面。但该技术方案仍没有达到
100％相对带宽以上的超宽带，且小型化程度仍有提高的空间。
发明内容
[0007] 针对于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种2.5维闭合环型频率选择表面结构及其设计方法，以解决上述现有技术中存在的缺陷。本发明保证了频率选择表面结构具有超宽阻带特性的同时，极大地减小了频率选择表面的等效单元尺寸，可以自由地和绝大部分厚度的蒙皮、外壳、保护罩等结构进行结合，从而发挥其独特的电性能。
[0008] 为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
[0009] 本发明的一种2.5维闭合环型频率选择表面结构，其包含：第一金属贴片层、中间介质层、第二金属贴片层及多个金属化过孔，第一金属贴片层、中间介质层及第二金属贴片层依序压合在一起，该金属化过孔贯穿于上述的第一金属贴片层、中间介质层及第二金属贴片层；该第一金属贴片层的单元形状为一个矩形，贴片形状为多个紧密排布并间隔出现的圆角条状贴片，贴片的两端各设有一个圆形孔，其直径与金属化过孔直径相同，一部分圆角条状贴片在单元中心相间围绕成一个六边形环，另一部分圆角条状贴片在六边形环周围一定距离处相间构成了六个半六边形环，两个第一金属贴片层单元边缘的半六边形环两两拼接后构成一个与中心的六边形环完全相同的完整六边形环，整个单元在平面周期延拓后，呈现紧密排列的六边形环阵列；该第二金属贴片层，其单元为与第一金属贴片层的单元大小相同的矩形，贴片的形状与第一金属贴片层的贴片的形状完全相同，该第二金属贴片层的贴片出现的位置与第一金属贴片层的贴片相交错，二者互补，二者两端的圆形孔交错重叠，重叠的圆形孔处均存在金属化过孔。
[0011] 优选地，所述的频率选择表面结构加工时选择n*n个单元组成完整结构，即为(n*p1)毫米*(n*p2)毫米，其中p1和p2为频率选择表面结构的单元宽和长，n为正整数且大于等于3。
[0012] 本发明的一种2.5维闭合环型频率选择表面的设计方法，包括步骤如下：
[0013] 1)根据2.5维闭合环型频率选择表面的谐振频点计算公式推导出其总边长，确定频率选择表面的单元中金属贴片层的六边形边长和金属化过孔的深度；
[0014] 2)根据频率选择表面工作带宽的需求决定2.5维闭合环两两之间的距离，得到频率选择表面单元的具体尺寸；
[0015] 3)通过调整金属化过孔的半径、圆角条状贴片的金属片宽度及包围金属化过孔的圆角金属线宽的参数对频率选择表面的滤波特性进行微调；
[0017] 优选地，所述的步骤1)中2.5维闭合环型频率选择表面的谐振频点计算公式为：p×(d+q×dvia)＝c/f0，其中p为闭合环的边数，d为闭合环在第一及第二金属层上的单边贴片总长，q为每条闭合环边上金属化过孔的数量，dvia为单个金属化过孔的深度，c为真空中光的传播速度，f0为指定的谐振中心频率。
[0018] 优选地，所述的2.5维闭合环为由第一金属贴片层的金属贴片、金属化过孔以及第二金属贴片层的金属贴片交织组成的金属闭合环路结构。
[0019] 优选地，所述的步骤3)中对频率选择表面滤波特性的微调具体方法如下：增大金属化过孔的半径，降低谐振频点，提高频率选择表面的小型化程度，同时提高阻带的带宽；在不改变整体六边形阵列的前提下，增大/缩小圆角条状贴片的金属片的宽度，圆角条状贴片的金属片的宽度等于金属化过孔的直径2r时，其斜入射性能最稳定；在不改变整体六边形阵列的前提下，增大/缩小包围金属化过孔的圆角金属线宽，当包围金属化过孔的金属线宽g等于闭合六边环间距s时，其斜入射性能最稳定。
[0020] 本发明的有益效果：
[0021] 本发明具有小型化特性，以3*3个单元为例，整体结构大小仅为2.88cm*3.32cm，可见其最小工作尺寸足以满足大多数场合的需求。同时，在9个单元中，包含了36个完整的2.5维闭合环元素，较之常规频率选择表面每个单元只包含一个完整元素，周期特性更容易得到体现，包含单个元素的等效单元尺寸为0.07λ0*0.08λ0，其中λ0为电磁波在频率选择表面的垂直入射情况下谐振频点处的波长。
[0022] 本发明具有超宽带特性，其-10dB阻带从1.98GHz至8.08GHz，覆盖了雷达常用的S和C波段，相对带宽达到122％，远大于现有文献的工作带宽，为需要超宽带电磁屏蔽的天线、雷达等系统提供了研究基础。
[0023] 本发明保证了频率选择表面结构具有覆盖两个常用雷达波段即S和C波段的超宽阻带特性的同时，极大地减小了频率选择表面的等效单元尺寸，可以自由地和绝大部分厚度的蒙皮、外壳、保护罩等结构进行结合，从而发挥其独特的电性能。附图说明
[0024] 图1为本发明频率选择表面结构的俯视图。
[0025] 图2为本发明频率选择表面结构的侧视图。
[0026] 图3为本发明频率选择表面第一金属贴片层单元结构俯视图。
[0027] 图4为本发明频率选择表面第一金属贴片层单元结构平面周期延拓后俯视图。
[0028] 图5为本发明频率选择表面第二金属贴片层单元结构俯视图。
[0029] 图6为本发明频率选择表面第二金属贴片层单元结构平面周期延拓后俯视图。
[0030] 图7为本发明频率选择表面单元结构中金属化过孔的俯视图。
[0031] 图8为本发明频率选择表面单元结构中金属化过孔平面周期延拓后俯视图。
[0032] 图9为本发明频率选择表面单元内分布式电容电感贴片的等效电元件示意图。
[0033] 图10为本发明频率选择表面在垂直入射条件下的超宽带传输曲线图。
[0034] 图11为本发明频率选择表面在一定角度入射条件下的反射曲线及传输曲线图。
具体实施方式
[0035] 为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。
[0036] 参照图1至图2所示，本发明的一种2.5维闭合环型频率选择表面结构，其包含：第一金属贴片层1、中间介质层2、第二金属贴片3层及多个金属化过孔4，第一金属贴片层、中间介质层及第二金属贴片层依序压合在一起，该金属化过孔贯穿于上述的第一金属贴片层、中间介质层及第二金属贴片层；如图3至图8所示，该第一金属贴片层的单元形状为一个矩形，贴片形状为多个紧密排布并间隔出现的圆角条状贴片，贴片的两端各设有一个圆形孔，其直径与金属化过孔直径相同，一部分圆角条状贴片在单元中心相间围绕成一个六边形环，另一部分圆角条状贴片在六边形环周围一定距离处相间构成了六个半六边形环，两个第一金属贴片层单元边缘的半六边形环两两拼接后构成一个与中心的六边形环完全相同的完整六边形环，整个单元在平面周期延拓后，呈现紧密排列的六边形环阵列；该第二金属贴片层，其单元为与第一金属贴片层的单元大小相同的矩形，贴片的形状与第一金属贴片层的贴片的形状完全相同，该第二金属贴片层的贴片出现的位置与第一金属贴片层的贴片相交错，二者互补，二者两端的圆形孔交错重叠，重叠的圆形孔处均存在金属化过孔。本发明的频率选择表面结构由于使用了紧凑的金属贴片排布设计，具有超宽阻带特性的同时，极大地减小了频率选择表面的单元大小，使得其最小工作尺寸很小。
[0037] 其中，所述的中间介质层采用FR4环氧玻璃布层压板。
[0038] 需要注意，频率选择表面实际加工时一般选择n*n(n为正整数且大于等于3)个单元组成完整结构以体现其周期特性，即为(n*p1)毫米*(n*p2)毫米，其中p1和p2为频率选择表面单元宽和长。
[0039] 结合图9的等效电元件示意图，在电磁波垂直入射时，本发明提出的频率选择表面结构中单元的第一金属贴片层及第二金属贴片层的圆角条状贴片可以整体等效为电感L，而连接第一金属贴片层及第二金属贴片层上下表面的金属化过孔可以整体等效为电感Lvia，单元中心的完整六边形环的金属贴片与半六边形环的金属贴片之间产生的耦合作用形成电容C，而中心的完整六边形环的金属化过孔与半六边形环的金属化过孔之间的耦合作用产生电容Cvia。电感L和电感Lvia的出现是交织的、连续不断的，而且最终的电感回路是串联闭合的；电容C和电容Cvia也具有相同的特性。从等效电路上来说，本发明提出的频率选择表面结构和传统的平面环形频率选择表面结构的等效电路同样为一阶LC串联谐振回路，由于传统平面环属于二维结构，故将本发明中由第一金属贴片层的金属贴片、金属化过孔以及第二金属贴片层的金属贴片交织组成的金属闭合环路结构定义为2.5维闭合环。与传统平面环不同的是2.5维闭合环的总边长的计算，应是其在第一、第二金属贴片层上的圆角条状贴片长度的总和，加上其包含的所有金属化过孔的深度总和。
[0040] 本发明的一种2.5维闭合环型频率选择表面的设计方法，包括步骤如下：
[0041] 1)根据2.5维闭合环型频率选择表面的谐振频点计算公式推导出其总边长，确定频率选择表面的单元中金属贴片层的六边形边长和金属化过孔的深度；
[0042] 其中，2.5维闭合环型频率选择表面的谐振频点计算公式为：p×(d+q×dvia)＝c/f0，其中p为闭合环的边数，d为闭合环在第一及第二金属层上的单边贴片总长，q为每条闭合环边上金属化过孔的数量，dvia为单个金属化过孔的深度，c为真空中光的传播速度，f0为指定的谐振中心频率。
[0043] 本实施例中的频率选择表面单元内2.5维的中心闭合环的边数p为6，每条闭合环边上金属化过孔的数量q为4。由于使用了六边形作为基本环结构的形状，本发明的频率选择表面将具有宽带特性，六边形较之圆形具有更规则地边界，利于等间距地周期性排布阵列；而较之矩形则在相同边长的条件下具有更小的面积，有利于提升结构的小型化程度。为覆盖2GHz-8GHz的S-C波段，将谐振频点f0设定在5GHz，可得2.5维闭合环的理论总边长p×(d+q×dvia)为60毫米，进而得到方程6*d+24*dvia＝60，此处金属化过孔的深度dvia越大，闭合环在第一及第二金属层上的单边贴片总长d越小，整体结构的小型化程度越高。但由于实际加工中金属过孔的深度相较单元尺寸过大时，会导致整体结构物理强度较低，使板材易发生断裂、弯折等损坏，金属化过孔的深度dvia需要控制在中心的六边形环的单边贴片边长d的2/3以下。故取方程的一组解d＝3，dvia＝1.75；故中心的六边形环的贴片边长d为2.5-3.5毫米，金属化过孔的深度dvia为1.25-2.25毫米，在设计时可参考电磁场仿真结果做一定的优化调整。同时，金属化过孔的深度dvia数值上等于中间介质层板材的厚度h。
[0044] 2)根据对频率选择表面工作带宽的需求决定2.5维闭合环两两之间的距离，得到频率选择表面单元的具体尺寸；
[0045] 其中，2.5维闭合环两两之间的距离直接影响频率选择表面的工作带宽，同时也是工作带宽大小的决定性因素，具体结论为，2.5维闭合环之间的距离越小，其阻带的覆盖带宽越广；2.5维闭合环之间的距离越大，其阻带的覆盖带宽越窄。当2.5维闭合环间距小于0.1毫米时，由于现有加工技术的精度问题，其结构性质将不再稳定；当2.5维闭合环间距大于其在第一及第二金属层上的单边贴片总长时，将导致斜入射情况下栅瓣的提前出现。
[0046] 本实施例中的单元的设计为包含1个完整环结构和3对半环结构的紧密排布设计，取2.5维闭合环两两之间的距离s为0.1毫米，在现有技术和加工精度的限制下，可使带阻的覆盖带宽最大。此时，2.5维闭合环中任意两个金属化过孔的孔径中心间距t为0.7毫米；对应的单元的宽p1＝2×(1.5×d+s/2/tan(π/6)＝3d+s/tan(π/6)，大约9.61毫米；单元的长p2＝2×(2×d×sin(π/3)+s)＝4dsin(π/3)+2s，大约11.10毫米。
[0047] 3)通过调整金属化过孔的半径、圆角条状贴片的金属片宽度及包围金属化过孔的圆角金属线宽的参数对频率选择表面的滤波特性进行微调；
[0048] 其中，对频率选择表面滤波特性的微调具体方法如下：增大金属化过孔的半径r，可以降低谐振频点，提高频率选择表面的小型化程度，同时略微提高阻带的带宽，但过大的金属化过孔半径会导致整体结构物理强度较低，使板材易发生断裂、弯折等损坏；例如金属化过孔的半径r在0.1毫米、0.2毫米、0.3毫米的情况下，频率选择表面的谐振频点分别为4.96GHz、4.58GHz、3.21GHz，相对带宽分别为120％、122％、123％；在不改变整体六边形阵列的前提下，增大/缩小圆角条状贴片的金属片的宽度w，对垂直入射下的滤波特性影响较小，但将影响斜入射时的频率响应曲线，圆角条状贴片的金属片的宽度w等于金属化过孔的半径r加包围金属化过孔的圆角金属线宽g之和的两倍，即2(r+g)时，其斜入射性能最稳定。
例如在r＝0.2毫米的情况下，取w为0.5毫米、0.6毫米、0.7毫米时，频率选择表面的传输系数仿真曲线显示，在电磁波以60°角度入射时分别于8.25GHz、8.76Ghz、8.35Ghz处出现了栅瓣；在不改变整体六边形阵列的前提下，增大/缩小包围金属化过孔的圆角金属线宽g，对垂直入射下的滤波特性影响较小，但影响斜入射下的频率响应曲线，包围金属化过孔的金属线宽g越大，频率选择表面单元的小型化程度就越低。但若线宽g为0，即金属化过孔旁无金属贴片时，频率选择表面的传输系数仿真曲线显示，在电磁波以60°角度入射时工作带内的高频区域将出现栅瓣，影响其滤波性能。结合现有技术的加工精度因素考虑，将包围金属化过孔的金属线宽g设定为0.1毫米时，既满足了斜入射时工作带宽的稳定性，又达到了频率选择表面整体最高的小型化程度。
例如在r＝0.2毫米的情况下，取w为0.5毫米、0.6毫米、0.7毫米时，频率选择表面的传输系数仿真曲线显示，在电磁波以60°角度入射时分别于8.25GHz、8.76Ghz、8.35Ghz处出现了栅瓣；在不改变整体六边形阵列的前提下，增大/缩小包围金属化过孔的圆角金属线宽g，对垂直入射下的滤波特性影响较小，但影响斜入射下的频率响应曲线，包围金属化过孔的金属线宽g越大，频率选择表面单元的小型化程度就越低。但若线宽g为0，即金属化过孔旁无金属贴片时，频率选择表面的传输系数仿真曲线显示，在电磁波以60°角度入射时工作带内的高频区域将出现栅瓣，影响其滤波性能。结合现有技术的加工精度因素考虑，将包围金属化过孔的金属线宽g设定为0.1毫米时，既满足了斜入射时工作带宽的稳定性，又达到了频率选择表面整体最高的小型化程度。
[0050] 表1
[0051]参数 p1 p2 h d s r w t g
数值 9.61mm 11.10mm 1.6mm 2.8mm 0.1mm 0.2mm 0.6mm 0.7mm 0.1mm
数值 9.61mm 11.10mm 1.6mm 2.8mm 0.1mm 0.2mm 0.6mm 0.7mm 0.1mm
[0052] 4)选择加工材料，采用覆铜箔层压板技术生产所设计的频率选择表面成品；
[0053] 其中，频率选择表面的加工样件至少包含3*3个单元阵子，第一金属贴片层和第二金属贴片层选用导电性能极佳的金属，最佳材料为银(电阻率为15.86ρ/nΩ·m)，一般选用铜(电阻率为16.78ρ/nΩ·m)即可有较好的效果，贴片厚度控制在35um-70um内，对结构电性能无明显影响，贴片的图案形状使用印刷电路板国家规范(QJ3103-99)标准工艺蚀刻制成。中间介质层的介质板需要满足设计需要，过高或过低的介电常数都将影响2.5维闭合环结构自身和两两之间的耦合作用，具体的相对介电常数范围应控制在2.6-6.6之间，同时保证损耗角正切在0.001-0.1之间。
[0054] 在实施例中的频率选择表面结构选用FR-4环氧玻璃布层压板材料(相对介电常数为4.4，相对磁导率为1.0，损耗角正切为0.016)，效果良好。加工时介质板和金属贴片层需要紧密连接，使用印刷电路板国家规范(GB4722-84)中的采用覆铜箔层压板标准技术压合。特别地，由于频率选择表面单元尺寸较小，加工时可使用厚度在0.02微米-0.03微米的金箔，使用电镀金锑国家规范(HB/Z5075-1978)对第一及第二金属层进行电镀金处理，可有效增加整体结构的抗氧化性和耐磨性，防止由于单元结构氧化、磨损造成的性能下降。
[0055] 借助CST STUDIO SUITE 2016软件进行仿真，图10为频率选择表面在垂直入射条件下的超宽带传输曲线图，可见该频率选择表面不仅有1.98GHz-8.08GHz的阻带，覆盖了雷达常用的S和C波段，而且在带外区域有着极好的通带特性，从低频的0-1GHz，到高频的11GHz-18GHz，都呈现-3dB以下插损的带通特性，说明该频率选择表面在提供远远超出现有技术中超宽带频率选择表面的相对带宽的同时，对其他频段的微波器件的工作影响也很小。同时，该频率选择表面还具有极佳的角度稳定性。图11为频率选择表面在一定角度入射条件下的反射曲线及传输曲线图，可见在0-60度的电磁波入射下，频率选择表面的谐振频点始终维持在4.5GHz处，谐振频点的最大偏移仅为0.8％，工作中心频段高度稳定。
[0056] 本发明具体应用途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。
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