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专利号: 2022115983039
申请人: 南京信息工程大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-12-30
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.大入射角度与极化不敏感的超宽带可重构频率选择表面,包括第一介质板、第二介质板、第一导电层、第二导电层、第三导电层;第一介质板设置于第二介质板上方,第一介质板上层表面设置第一导电层,第一介质板与第二介质板之间设置第二导电层,所述第二介质板下表面设置第三导电层,所述三个导电层最外侧形成的矩形轮廓形状、尺寸一致,且各导电层表面为中心对称分布结构,所述第一介质板位置与第二介质板位置上下重叠对应;

第一导电层包括十字型金属片、二极管和金属线,在每个十字型金属片中,距离十字型金属片中心位置最远端的四条两两平行的边为连接边,每个十字型金属片的连接边均与其余十字型金属片的连接边对准后连接;

两个十字型金属片相邻的两个连接边通过二极管连接并形成通路;

两条金属线分别设置于过第一导电层对称中心的对角线两端,金属线连接设置在十字型金属片中未与其余十字型金属片连接的连接边中心上,两条金属线相对第一导电层的中心对称,两条金属线用于给二极管施加偏置电压;

形成二阶方阵的四个十字型金属片中,将每个十字型金属片中两条互相平行的连接边分别取中点并连接成线段,令线段为十字型金属片的平分线,每个十字型金属片均包含两条平分线,将每个十字型金属片的平分线延长并连接合并,形成共四条两两平行的平分线延长线,且相交的两条平分线延长线均互相垂直,四条平分线延长线所连接形成的方形封闭区域为结构单元;

第一导电层包括n乘以n个结构单元,其中n≥2,n为正整数,各结构单元的结构彼此相同,组成频率选择表面阵列;

第三导电层包括若干个十字型金属片,第三导电层中十字型金属片的排列方式与第一导电层中十字型金属片的排列方式相同,每个十字型金属片的表面垂直方向上均对应设置有一个十字型金属片,第三导电层形成结构单元的逻辑与第一导电层一致,第三导电层中的每个结构单元沿表面垂直方向上均在第一导电层中重叠对应设置有一个结构单元。

2.根据权利要求1所述的大入射角度与极化不敏感的超宽带可重构频率选择表面,其特征在于,所述第一导电层中,连通金属片对照射其表面的电磁波进行反射,间断金属片对照射其表面的电磁波进行传输,通过控制第一导电层中二极管的偏置状态,结合三层导电层结构设置,实现对电磁波的全极化屏蔽和传输;

当金属线向二极管两端施加反向偏置电压时,结构处于关闭的工作状态,向开关二极管两端施加正向偏置电压时,结构处于开启的工作状态。

3.根据权利要求1所述的大入射角度与极化不敏感的超宽带可重构频率选择表面,其特征在于,所述第一导电层中十字型金属片为凹槽十字型金属片,凹槽十字型金属片的连接边为两两平行的直线线段,凹槽十字型金属片每个对角上的圆弧型凹槽指向结构单元的对称中心位置;

其中,s为凹槽圆弧顶角与底角的直线距离,顶角为结构单元四个对角上圆弧型凹槽上端汇集形成的角度,底角为十字型金属片四个对角上圆弧型凹槽下端与矩形汇集形成的角度,b为凹槽顶角的宽带距离,凹槽顶角的宽带距离为十字型金属片四个对角上相邻圆弧型凹槽上端之间的距离,e为凹槽圆弧顶角弧形的长度,顶角弧形的长度为十字型金属片四个对角上圆弧型凹槽上端距离下端的圆弧周长长度,d为凹槽边缘凸出矩形的宽度,凹槽边缘凸出矩形的宽度为单元结构四个对角上圆弧型凹槽下端与凸出矩形之间的直线距离,s=

2.4mm,b=0.25mm,e=0.39mm,d=0.3mm;所述凹槽十字型金属片上挖空八个金属圆片,所述金属圆片的半径为a=1mm。

4.根据权利要求1所述的大入射角度与极化不敏感的超宽带可重构频率选择表面,其特征在于,所述第二导电层包括多个相互连接的十字型金属片,第二导电层的结构单元为十字型金属片,n乘以n个十字型金属片组成频率选择表面阵列,第二导电层中的十字型金属片与第一导电层、第三导电层的结构单元对齐设置。

5.根据权利要求4所述的大入射角度与极化不敏感的超宽带可重构频率选择表面,其特征在于,十字型金属片的宽度g=3.5mm。

6.根据权利要求1所述的大入射角度与极化不敏感的超宽带可重构频率选择表面,其特征在于,所述第三导电层中十字型金属片为凹糟十字型金属片;

其中,j为凹槽圆弧顶角与底角的直线距离,顶角为十字型金属片四个对角上圆弧型凹槽上端汇集形成的角度,底角为结构单元四个对角上圆弧型凹槽下端与矩形汇集形成的角度,n为凹槽顶角的宽带距离,凹槽顶角的宽带距离为十字型金属片四个对角上相邻圆弧型凹槽上端之间的距离,j=2.14mm,n=0.25mm,k为凹槽圆弧顶角弧形的长度,顶角弧形的长度为单元结构四个对角上圆弧型凹槽上端距离下端的圆弧周长长度,q为凹槽边缘凸出矩形的宽度,凹槽边缘凸出矩形的宽度为十字型金属片四个对角上圆弧型凹槽下端与凸出矩形之间的直线距离,m为凹槽边缘凸出矩形边与凹槽圆弧顶角之间倒角长度,k=0.39mm,q=

0.96mm,m=2.89mm,各凹槽十字型金属片上挖空八个金属圆片,所述金属圆片的半径l=1mm。

7.根据权利要求1所述的大入射角度与极化不敏感的超宽带可重构频率选择表面,其特征在于,所述第一介质板的厚度为2mm,第二介质板的厚度为4mm。

8.根据权利要求1所述的大入射角度与极化不敏感的超宽带可重构频率选择表面,其特征在于,所述第一介质板和第二介质板的相对介电常数为3。

9.根据权利要求3所述的大入射角度与极化不敏感的超宽带可重构频率选择表面,其特征在于,所述凹槽十字型金属片四周设置二极管,形成单层正交馈电网络结构。