雙頻帶寬通帶毫米波濾波器設計

3 數值結果與分析

在1-60GHz 的寬頻段內，針對te 入射波計算組合單元密集型FSS 結構傳輸系數，步長 1GHz。為了與傳統松散FSS 結構進行比較，選取向同的組合單元，相同的尺寸參數，對松 散與密集型排布的兩種FSS 結構進行了計算。參數取值分別為(如圖3)：支撐介質襯底厚 度為0.0254mm,介電常數為3，電介質的損耗正切值為0.008;Y 環單元的臂寬W1=0.5mm ， 臂長L1= 1.4mm;Y 縫的臂寬為W3=0.1mm,臂長L3=1.2mm ;Y 環縫寬為(W1-W2)/2=0.1mm; 密集型排布時的周期a=3.464mm,b=2mm,松散排布時的周期Dx=3.464mm，Dy=3mm。

圖4 為電磁波正入射時兩種FSS 結構的頻譜特性曲線。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特性，并且通帶的諧振頻點可以由組合單元中的獨立 單元決定[11];而密集型的排布結構由于單元之間的相互耦合作用加強，可以使得兩個通帶 的帶寬都變寬。與傳統的松散結構相比，第一個通帶-3dB 寬度由2.9GHz 增大到12.3GHz,第二個通帶的-3dB 帶寬由原來的7.7GHz 變寬為13.2GHz，同時與松散結構相比較，諧振頻 點漂移量不大，第一個通帶諧振點向低頻漂移2GHz，第二個通帶諧振點向高頻漂移1GHz。 這種具有寬頻雙通帶的頻譜特性FSS 結構可以應用于多饋源反射面天線技術。

由于實際應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 結構上的角 度范圍大，因此有必要研究不同入射角度和極化方式下FSS 結構頻譜特性。圖5給出了密 集型FSS 結構在TE、TM兩種不同極化方式下0 度和45 度入射角時的頻率響應特性曲線， 可以明顯地看出，兩個寬頻通帶具有較好的極化穩定性和角度穩定性。

4 結 論

本文對Y環和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計。 同時應用單元密集型排布的方法，展寬了兩個通帶。采用劃分新的周期單元的方法，基于 譜域法進行理論計算和分析。結果表明：組合單元密集型FSS 的設計結構，可以實現寬頻 雙通帶的特性，并且兩個通帶具有很好的角度穩定性和極化穩定性。這種設計方法可以推 廣應用于紅外以及可見光波段，為多通帶寬頻帶濾波器的設計提供了一種新的分析方法和 設計思路。