一种具有双透波频带、三吸波频带的频率选择超表面结构

电气元件制品的制造及其应用技术1.本发明属吸波透波一体特性的频率选择超表面技术领域，具体涉及一种具有双透波频带、三吸波频带的频率选择超表面结构。背景技术：2.目前国内外报道的具有吸波特性的频率选择超表面通常采用一层吸波层和一层频率选择表面的叠层设计，从而仅仅能够产生一个透波频带。当需要两个透波频带时，由于不同频段要求吸波层和频率选择表面层的间距不同，从而用单一固定剖面无法同时在两个透波频带的带外实现宽带的吸波特性。3.现有技术不论是2d、2.5d或3d吸透一体频率选择表面结构，研究工作的重点都主要集中于扩展吸收带宽和减小结构厚度方面，而仅有的具有双频通带响应的吸透一体频率选择表面的报道依旧是沿用传统的设计思想，并未解决频段不同所对应的损耗吸收层与频率选择表面层间的间距不同的核心设计问题，因此双频通带响应与宽带响应存在原理性的矛盾，如何获得双频通带响应的同时拓展带宽，探究具有双频通带响应特性以及吸波透波幅度调控特性的宽频带多层超表面的设计是十分需要的。4.例如aditi sharma等人在ieee antennas and wireless propagation letters期刊上发表了一篇名为《a miniaturized frequency selective rasorber with independently regulated selective dual-transmission response》的论文，该论文通过一层损耗吸收层和一层频率选择表面层实现了双频通带频率响应，但是由于没有解决频段不同对应的损耗吸收层与频率选择表面层间的间距不同的这一工作原理问题，因此通带响应极窄十分不理想，吸波频带也不够宽，总体带宽受到限制。又例如q.yu等人在ieee antennas and wireless propagation letters期刊上发表了一篇名为《miniaturized wide-angle rasorber with a wide interabsorption high transparent bandpass based on multiple 2.5-d resonators》的论文，该论文通过2.5d的结构设计增加谐振点获得了较宽的透波带宽和吸波带宽，但是仍为单频通带响应，应用场景和范围受到限制。技术实现要素：5.为了克服上述现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种具有双透波频带、三吸波频带的频率选择超表面结构，以便在宽频带范围内实现具有双频通带响应特性以及吸波透波幅度调控的特性，进而实现多频带的天线罩应用。6.为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：7.一种具有双透波频带、三吸波频带的频率选择超表面结构，包括16×16个基本结构单元复制平移，基本结构单元包括五层介质层、八层金属层和三层空气层；8.所述介质层由自上而下分布的第一介质层1、第二介质层3、第三介质层5、第四介质层7和第五介质层8；9.金属层由自上而下分布的单频通带两侧吸收损耗层9、双频通带三频带吸收损耗层一10和双频通带三频带吸收损耗层二11、低通频率选择表面层一12和低通频率选择表面层二13以及双频通带频率选择表面一14、双频通带频率选择表面二15和双频通带频率选择表面三16；10.所述第一介质层1与第二介质层3之间为空气层一2，第二介质层3与第三介质层5之间为空气层二4，第三介质层5与第四介质层7之间为空气层三6。11.其中单频通带两侧吸收损耗层9位于第一介质层1上表面，双频通带三频带吸收损耗层一10和双频通带三频带吸收损耗层二11分别位于第二介质层3的上、下表面，低通频率选择表面层一12和低通频率选择表面层二13分别位于第三介质层5的上、下表面，双频通带频率选择表面一14、双频通带频率选择表面二15和双频通带频率选择表面三16分别位于第四介质层7和第五介质层8的上、中、下层。12.所述的第一介质层1的厚度h1为0.254mm，第二介质层3的厚度h2为0.254mm，第三介质层3的厚度h3为0.5mm，第四介质层7和第五介质层8的厚度相同，且它们合在一起的总厚度h4为2mm，介质基板的材质均是相对介电常数为εr＝2.65的f4bm材料，第一介质层1和第二介质层3其间由空气层2隔开，空气层2的厚度hair1为2mm；第二介质层3和第三介质层5其间由空气层4隔开，空气层4的厚度hair2为3mm；第三介质层5和第四介质层7、第五介质层8其间由空气层6隔开，空气层4的厚度hair3为12.5mm。13.所述的单频通带两侧吸收损耗层9由四个集总电阻17、十字形金属贴片18、四个弯折线金属贴片19和四个电容式金属条带贴片20构成，集总电阻17、弯折线金属贴片19和电容式金属条带贴片20通过90°旋转对称与十字形金属贴片18相连，周期p为10mm，所述的集总电阻17范围为140-160ω，采用0402封装，集总电阻17与电容式金属条带贴片20距离w2_2范围为0.25-0.35mm，十字形金属贴片18宽度r1_2范围为0.35-0.45mm，弯折线金属贴片19与周期几何中心的距离r2_2范围为1.45-1.55mm，弯折线金属贴片19长度l1_2范围为3.45-3.55mm，弯折线金属贴片19宽度w1_2范围为0.05-0.15mm，弯折线金属贴片19间距wc_2范围为0.15-0.25mm，电容式金属条带贴片20长度r3_2范围为3.95-4.05mm，电容式金属条带贴片20宽度r4_2范围为0.15-0.25mm，电容式金属条带贴片20与周期边界距离c1_2范围为0.1-0.2mm。14.所述的双频通带三频带吸收损耗层一10和双频通带三频带吸收损耗层二11由四个集总电阻21、十字形金属贴片22、四个弯折线金属贴片23、四个电容式金属条带贴片24和四个方环形金属贴片25构成，集总电阻21、弯折线金属贴片23、电容式金属条带贴片24和方环形金属贴片25通过90°旋转对称与十字形金属贴片22相连，周期p为10mm，所述的集总电阻21范围为90-110ω，采用0402封装，集总电阻21与周期几何中心的距离w2范围为0.75-0.85mm，十字形金属贴片22宽度r1范围为0.45-0.55mm，弯折线金属贴片23与周期几何中心的距离r2范围为1.95-2.05mm，弯折线金属贴片23长度l1范围为3.85-3.95mm，弯折线金属贴片23宽度w1范围为0.05-0.15mm，弯折线金属贴片23间距wc范围为0.35-0.45mm，电容式金属条带贴片24长度r3范围为3.95-4.05mm，电容式金属条带贴片24宽度r4范围为0.25-0.35mm，电容式金属条带贴片24与周期边界距离c1范围为0.05-0.15mm，方环形金属贴片25与弯折线金属贴片23的几何中心在竖直方向重合，方环形金属贴片25的长度l3范围为3.85-3.95mm，方环形金属贴片25的宽度w3范围为0.05-0.15mm。15.所述的低通频率选择表面层一12和低通频率选择表面层二13相同，均由方环形金属贴片26以周期d平移成2×2个大小形状一致的阵列构成，周期d为5mm，所述的方环形金属贴片长度l1_1范围为1.95-2.05mm，方环形金属贴片26宽度w1_1范围为0.25-0.35mm。16.所述的双频通带频率选择表面一14、双频通带频率选择表面二15和双频通带频率选择表面三16由方环形金属贴片27和外圆环形金属贴片28和内圆环形金属贴片29构成，其中双频通带频率选择表面一14与双频通带频率选择表面三16相同，周期p为10mm，所述的方环形金属贴片27与周期边界距离ww范围为0.05-0.1mm，方环形金属贴片27宽度w4范围为0.85-0.95mm，圆环形金属贴片几何中心与周期几何中心在竖直方向重合，内圆环形金属贴片29内外半径r5、r6范围分别为1.2-1.3mm、2.5-2.6mm，外圆环形金属贴片28内外半径r7、r8范围分别为2.7-2.8mm、3.2-3.3mm。17.所述的超表面是由16×16个基本结构单元复制平移构成，其复制平移的周期p为10mm。18.本发明的有益效果：19.本发明通过采用多层设计，每一层在不同频段表现出不同的电磁波调控特性，解决了在宽频范围内电磁波在不同频段工作所需要的吸收损耗层与频率选择表面层间距不同的核心涉及问题；通过使用集总电阻吸收电磁波的方式实现了通带外的雷达散射截面抑制的目的；通过使用弯折线结构，拓宽了工作带宽；因此，本发明通过多层结构设计，达到了在宽频范围内双频透波、三频带吸波的目的。附图说明20.图1为本发明实施例1超表面的基本单元结构三维示意图；21.图2为本发明实施例1超表面的基本单元结构尺寸结构说明图；22.图3为本发明实施例1超表面的基本单元结构中单频通带两侧吸收损耗层9与第一介质层1的俯视图；23.图4为本发明实施例1超表面的基本单元结构中双频通带三频带吸收损耗层上表面10与第二介质层3的俯视图；24.图5为本发明实施例1中超表面的基本单元结构中双频通带三频带吸收损耗层下表面11与第二介质层3的仰视图；25.图6为本发明实施例1超表面的基本单元结构中低通频率选择表面层12和13与第三介质层5的俯视图；26.图7为本发明实施例1超表面的基本单元结构中双频通带频率选择表面14、15和16与第四介质层7、第五介质层8的俯视图；27.图8为本发明实施例1中由16×16个基本单元平移复制构成的超表面，各个基本单元以阵列式周期性排布；28.图9为本发明实施例1中超表面的基本单元s参数仿真结果；29.图10为本发明实施例1中超表面的基本单元吸波率仿真结果；30.图11为本发明实施例1中超表面的基本单元吸波率在电磁波0-20°入射对应的仿真结果，a为te模式，b为tm模式；31.图12为本发明实施例1中超表面的基本单元s21在电磁波0-20°入射对应的仿真结果，a为te模式，b为tm模式；32.图13为本发明实施例1中超表面的rcs减缩仿真结果及与同面积地板rcs减缩仿真结果的对比。33.图中，1、第一介质层；2、第一空气层；3、第二介质层；4、第二空气层；5、第三介质层；6、第三空气层；7、第四介质层；8、第五介质层；9、单频通带两侧吸收损耗层；10、双频通带三频带吸收损耗层上表面；11、双频通带三频带吸收损耗层下表面；12、低通频率选择表面层上表面；13、低通频率选择表面层下表面；14、双频通带频率选择表面上表面；15、双频通带频率选择表面中间表面；16、双频通带频率选择表面下表面；17、集总电阻；18、十字形金属贴片；19、弯折线金属贴片；20、电容式金属条带贴片；21、集总电阻；22、十字形金属贴；23、弯折线金属贴片；24、电容式金属条带贴片；25、方环形金属贴片；26、方环形金属贴片；27、方环形金属贴片；28、外圆环形金属贴片；29、内圆环形金属贴片。具体实施方式34.下面结合附图对本发明作进一步详细说明。35.一种具有双频通带响应特性以及吸波透波幅度调控特性的宽频带多层超表面结构，它包括五层介质层、八层金属层和三层空气层构成的基本结构单元，其特征是，介质层由自上而下分布的第一介质层1、第二介质层3、第三介质层5、第四介质层7和第五介质层8构成；金属层由自上而下分布的单频通带两侧吸收损耗层9、双频通带三频带吸收损耗层10和11、低通频率选择表面层12和13以及双频通带频率选择表面14、15和16构成，其中单频通带两侧吸收损耗层9位于第一介质层1上表面，双频通带三频带吸收损耗层10和11分别位于第二介质层3的上、下表面，低通频率选择表面层12和13分别位于第三介质层5的上、下表面，双频通带频率选择表面14、15和16分别位于第四介质层7和第五介质层8的上、中、下层；2、4、6为空气层。可概括为两层吸收损耗层和两层频率选择表面层，第一介质层1与单频通带两侧吸收损耗层9形成第一吸收损耗层；第二介质层3与双频通带三频带吸收损耗层一10和双频通带三频带吸收损耗层二11形成第二吸收损耗层；第三介质层5与低通频率选择表面层一12和低通频率选择表面层二13形成第一频率选择表面层；第四介质层7和第五介质层8与双频通带频率选择表面一14、双频通带频率选择表面二15和双频通带频率选择表面三16形成第二频率选择表面层。36.每一层在不同频段表现出的特性如表1所示。这四层在两个通带频段f01和f02均表现为透波特性以保证双频通带响应；第一吸收损耗层对应第二频率选择表面层在频段f1实现一个宽的吸波频带；第二吸收损耗层对应第二频率选择表面层在频段f2实现一个吸波带；第二吸收损耗层对应第一频率选择表面层在频段f3实现一个吸波带。37.表1每层在不同频段的响应[0038][0039]所述的第一介质层1的厚度h1为0.254mm，第二介质层3的厚度h2为0.254mm，第三介质层3的厚度h3为0.5mm，第四介质层7和第五介质层8的厚度相同，且它们合在一起的总厚度h4为2mm，介质基板的材质均是相对介电常数为εr＝2.65的f4bm材料。第一介质层1和第二介质层3其间由空气层2隔开，空气层2的厚度hair1为2mm；第二介质层3和第三介质层5其间由空气层4隔开，空气层4的厚度hair2为3mm；第三介质层5和第四介质层7、第五介质层8其间由空气层6隔开，空气层4的厚度hair3为12.5mm。[0040]所述的单频通带两侧吸收损耗层9由四个集总电阻17、十字形金属贴片18、四个弯折线金属贴片19和四个电容式金属条带贴片20构成，集总电阻17、弯折线金属贴片19和电容式金属条带贴片20通过90°旋转对称与十字形金属贴片18相连，周期p为10mm，所述的集总电阻17范围为140-160ω，采用0402封装，集总电阻17与电容式金属条带贴片20距离w2_2范围为0.25-0.35mm，十字形金属贴片18宽度r1_2范围为0.35-0.45mm，弯折线金属贴片19与周期几何中心的距离r2_2范围为1.45-1.55mm，弯折线金属贴片19长度l1_2范围为3.45-3.55mm，弯折线金属贴片19宽度w1_2范围为0.05-0.15mm，弯折线金属贴片19间距wc_2范围为0.15-0.25mm，电容式金属条带贴片20长度r3_2范围为3.95-4.05mm，电容式金属条带贴片20宽度r4_2范围为0.15-0.25mm，电容式金属条带贴片20与周期边界距离c1_2范围为0.1-0.2mm。[0041]所述的双频通带三频带吸收损耗层一10和双频通带三频带吸收损耗层二11由四个集总电阻21、十字形金属贴片22、四个弯折线金属贴片23、四个电容式金属条带贴片24和四个方环形金属贴片25构成，集总电阻21、弯折线金属贴片23、电容式金属条带贴片24和方环形金属贴片25通过90°旋转对称与十字形金属贴片22相连，周期p为10mm，所述的集总电阻21范围为90-110ω，采用0402封装，集总电阻21与周期几何中心的距离w2范围为0.75-0.85mm，十字形金属贴片22宽度r1范围为0.45-0.55mm，弯折线金属贴片23与周期几何中心的距离r2范围为1.95-2.05mm，弯折线金属贴片23长度l1范围为3.85-3.95mm，弯折线金属贴片23宽度w1范围为0.05-0.15mm，弯折线金属贴片23间距wc范围为0.35-0.45mm，电容式金属条带贴片24长度r3范围为3.95-4.05mm，电容式金属条带贴片24宽度r4范围为0.25-0.35mm，电容式金属条带贴片24与周期边界距离c1范围为0.05-0.15mm，方环形金属贴片25与弯折线金属贴片23的几何中心在竖直方向重合，方环形金属贴片25的长度l3范围为3.85-3.95mm，方环形金属贴片25的宽度w3范围为0.05-0.15mm。[0042]所述的低通频率选择表面层一12和低通频率选择表面层二13相同，均由方环形金属贴片26以周期d平移成2×2个大小形状一致的阵列构成，周期d为5mm，所述的方环形金属贴片长度l1_1范围为1.95-2.05mm，方环形金属贴片26宽度w1_1范围为0.25-0.35mm。[0043]所述的双频通带频率选择表面一14、双频通带频率选择表面二15和双频通带频率选择表面三16由方环形金属贴片27和外圆环形金属贴片28和内圆环形金属贴片29构成，其中双频通带频率选择表面一14与双频通带频率选择表面三16相同，周期p为10mm，所述的方环形金属贴片27与周期边界距离ww范围为0.05-0.1mm，方环形金属贴片27宽度w4范围为0.85-0.95mm，圆环形金属贴片几何中心与周期几何中心在竖直方向重合，内圆环形金属贴片29内外半径r5、r6范围分别为1.2-1.3mm、2.5-2.6mm，外圆环形金属贴片28内外半径r7、r8范围分别为2.7-2.8mm、3.2-3.3mm。[0044]所述的超表面是由16×16个基本结构单元复制平移构成，其复制平移的周期p为10mm。[0045]实施例1[0046]参照图1，一种具有双频通带响应特性以及吸波透波幅度调控特性的宽频带多层超表面结构，它包括五层介质层、八层金属层和三层空气层构成的基本结构单元，其特征是，介质层由自上而下分布的第一介质层1、第二介质层3、第三介质层5、第四介质层7和第五介质层8构成；金属层由自上而下分布的单频通带两侧吸收损耗层9、双频通带三频带吸收损耗层10和11、低通频率选择表面层12和13以及双频通带频率选择表面14、15和16构成，其中单频通带两侧吸收损耗层9位于第一介质层1上表面，双频通带三频带吸收损耗层10和11分别位于第二介质层3的上、下表面，低通频率选择表面层12和13分别位于第三介质层5的上、下表面，双频通带频率选择表面14、15和16分别位于第四介质层7和第五介质层8的上、中、下层；2、4、6为空气层。[0047]参照图2，本实施例的第一介质层1的厚度h1为0.254mm，第二介质层3的厚度h2为0.254mm，第三介质层3的厚度h3为0.5mm，第四介质层7和第五介质层8的厚度相同，它们的总厚度h4为2mm，介质基板的材质均是相对介电常数为εr＝2.65的f4bm材料。第一介质层1和第二介质层3其间由空气层2隔开，空气层2的厚度hair1为2mm；第二介质层3和第三介质层5其间由空气层4隔开，空气层4的厚度hair2为3mm；第三介质层5和第四介质层7、第五介质层8其间由空气层6隔开，空气层4的厚度hair3为12.5mm。[0048]参照图3，本实施例的单频通带两侧吸收损耗层9由四个集总电阻17、十字形金属贴片18、四个弯折线金属贴片19和四个电容式金属条带贴片20构成，集总电阻17、弯折线金属贴片19和电容式金属条带贴片20通过90°旋转对称与十字形金属贴片18相连，周期p为10mm。集总电阻的阻值r2为150ω，采用0402封装，集总电阻17与电容式金属条带贴片20距离w2_2为0.3mm，十字形金属贴片18宽度r1_2为0.4mm，弯折线金属贴片19与周期几何中心的距离r2_2为1.5mm，弯折线金属贴片19长度l1_2为3.5mm，弯折线金属贴片19宽度w1_2为0.1mm，弯折线金属贴片19间距wc_2为0.2mm，电容式金属条带贴片20长度r3_2为4mm，电容式金属条带贴片20宽度r4_2为0.2mm，电容式金属条带贴片20与周期边界距离c1_2为0.15mm。[0049]参照图4和图5，本实施例中的双频通带三频带吸收损耗层一10和双频通带三频带吸收损耗层二11由四个集总电阻21、十字形金属贴片22、四个弯折线金属贴片23、四个电容式金属条带贴片24和四个方环形金属贴片25构成，集总电阻21、弯折线金属贴片23、电容式金属条带贴片24和方环形金属贴片25通过90°旋转对称与十字形金属贴片22相连，周期p为10mm。集总电阻的阻值r1为100ω，采用0402封装，集总电阻21与周期几何中心的距离w2为0.8mm，十字形金属贴片22宽度r1为0.5m，弯折线金属贴片与周期几何中心的距离r2为2mm，弯折线金属贴片23长度l1为3.9mm，弯折线金属贴片23宽度w1为0.1mm，弯折线金属贴片23间距wc为0.4mm，电容式金属条带贴片24长度r3为4mm，电容式金属条带贴片24宽度r4为0.3mm，电容式金属条带贴片24与周期边界距离c1为0.05mm，方环形金属贴片25与弯折线金属贴片23的几何中心在竖直方向重合，方环形金属贴片25的长度l3为3.9mm，方环形金属贴片25的宽度w3为0.1mm。[0050]参照图6，本实施例中的低通频率选择表面层一12和低通频率选择表面层二13相同，均由方环形金属贴片26以周期d平移成2×2个大小形状一致的阵列构成，周期d为5mm。所述的方环形金属贴片长度l1_1为2mm，每个方环形金属贴片26宽度w1_1为0.3mm。[0051]参照图7，本实施例中的双频通带频率选择表面一14、双频通带频率选择表面二15和双频通带频率选择表面三16由方环形金属贴片27和外圆环形金属贴片28和内圆环形金属贴片29构成，其中双频通带频率选择表面一14与双频通带频率选择表面三16相同，周期p为10mm。所述的方环形金属贴片27与周期边界距离ww为0.05mm，方环形金属贴片27宽度w4为0.9mm，圆环形金属贴片几何中心与周期几何中心在竖直方向重合，内圆环形金属贴片29内外半径r5、r6分别为1.25mm、2.55mm，外圆环形金属贴片28内外半径r7、r8分别为2.75mm、3.25mm。[0052]该超表面由16×16个基本单元平移复制构成，各个基本单元以阵列式周期性排布，周期p为10mm。[0053]本实施例中用到的参数，如表2所示。[0054]表2实施例1中的参数列表[0055]pdh1h2h3h4hair1hair210mm5mm0.254mm0.254mm0.5mm2mm2mm3mmhair3w1_2w2_2r1_2r2_2r3_2r4_2l1_212.5mm0.1mm0.3mm0.4mm1.5mm4mm0.2mm3.5mmc1_2wc_2r2w1w2r1r2r30.15mm0.2mm150ω0.1mm0.8mm0.5mm2mm4mmr4l1c1wcr2l3w3l1_10.3mm3.9mm0.05mm0.4mm100ω3.9mm0.1mm2mmw1_1www4r5r6r7r8 0.3mm0.05mm0.9mm1.25mm2.55mm2.75mm3.25mm [0056]实施例2[0057]参照图1，一种具有双频通带响应特性以及吸波透波幅度调控特性的宽频带多层超表面结构，它包括五层介质层、八层金属层和三层空气层构成的基本结构单元，其特征是，介质层由自上而下分布的第一介质层1、第二介质层3、第三介质层5、第四介质层7和第五介质层8构成；金属层由自上而下分布的单频通带两侧吸收损耗层9、双频通带三频带吸收损耗层10和11、低通频率选择表面层12和13以及双频通带频率选择表面14、15和16构成，其中单频通带两侧吸收损耗层9位于第一介质层1上表面，双频通带三频带吸收损耗层10和11分别位于第二介质层3的上、下表面，低通频率选择表面层12和13分别位于第三介质层5的上、下表面，双频通带频率选择表面14、15和16分别位于第四介质层7和第五介质层8的上、中、下层；2、4、6为空气层。[0058]参照图2，本实施例的第一介质层1的厚度h1为0.254mm，第二介质层3的厚度h2为0.254mm，第三介质层3的厚度h3为0.5mm，第四介质层7和第五介质层8的厚度相同，它们的总厚度h4为2mm，介质基板的材质均是相对介电常数为εr＝2.65的f4bm材料。第一介质层1和第二介质层3其间由空气层2隔开，空气层2的厚度hair1为2mm；第二介质层3和第三介质层5其间由空气层4隔开，空气层4的厚度hair2为3mm；第三介质层5和第四介质层7、第五介质层8其间由空气层6隔开，空气层4的厚度hair3为12.5mm。[0059]参照图3，本实施例的单频通带两侧吸收损耗层9四个集总电阻17、十字形金属贴片18、四个弯折线金属贴片19和四个电容式金属条带贴片20构成，集总电阻17、弯折线金属贴片19和电容式金属条带贴片20通过90°旋转对称与十字形金属贴片18相连，周期p为10mm。集总电阻17的阻值r2为140ω，采用0402封装，集总电阻17与电容式金属条带贴片20距离w2_2为0.25mm，十字形金属贴片18宽度r1_2为0.35mm，弯折线金属贴片19与周期几何中心的距离r2_2为1.55mm，弯折线金属贴片19长度l1_2为3.55mm，弯折线金属贴片19宽度w1_2为0.1mm，弯折线金属贴片19间距wc_2为0.15mm，电容式金属条带贴片20长度r3_2为3.95mm，电容式金属条带贴片20宽度r4_2为0.25mm，电容式金属条带贴片20与周期边界距离c1_2为0.1mm。[0060]参照图4和图5，本实施例中的双频通带三频带吸收损耗层一10和双频通带三频带吸收损耗层二11由四个集总电阻21、十字形金属贴片22、四个弯折线金属贴片23、四个电容式金属条带贴片24和四个方环形金属贴片25构成，集总电阻21、弯折线金属贴片23、电容式金属条带贴片24和方环形金属贴片25通过90°旋转对称与十字形金属贴片22相连，周期p为10mm。集总电阻的阻值r1为90ω，采用0402封装，集总电阻21与周期几何中心的距离w2为0.85mm，十字形金属贴片22宽度r1为0.5m，弯折线金属贴片23与周期几何中心的距离r2为2.05mm，弯折线金属贴片23长度l1为3.9mm，弯折线金属贴片23宽度w1为0.1mm，弯折线金属贴片23间距wc为0.35mm，电容式金属条带贴片24长度r3为3.95mm，电容式金属条带贴片24宽度r4为0.35mm，电容式金属条带贴片24与周期边界距离c1为0.05mm，方环形金属贴片25与弯折线金属贴片23的几何中心在竖直方向重合，方环形金属贴片25的长度l3为3.9mm，方环形金属贴片25的宽度w3为0.1mm。[0061]参照图6，本实施例中的低通频率选择表面层一12和低通频率选择表面层二13相同，均由方环形金属贴片26以周期d平移成2×2个大小形状一致的阵列构成，周期d为5mm。所述的方环形金属贴片26长度l1_1为2mm，方环形金属贴片宽度w1_1为0.25mm。[0062]参照图7，本实施例中的双频通带频率选择表面一14、双频通带频率选择表面二15和双频通带频率选择表面三16由方环形金属贴片27和外圆环形金属贴片28和内圆环形金属贴片29构成，其中双频通带频率选择表面一14与双频通带频率选择表面三16相同，周期p为10mm。所述的方环形金属贴片27与周期边界距离ww为0.05mm，方环形金属贴片27宽度w4为0.9mm，圆环形金属贴片几何中心与周期几何中心在竖直方向重合，内圆环形金属贴片29内外半径r5、r6分别为1.25mm、2.55mm，外圆环形金属贴片28内外半径r7、r8分别为2.75mm、3.25mm。[0063]该超表面由16×16个基本单元平移复制构成，各个基本单元以阵列式周期性排布，周期p为10mm。[0064]本实施例中用到的参数，如表3所示。[0065]表3实施例2中的参数列表[0066][0067][0068]以下结合仿真实验，对本发明的技术效果作进一步说明：[0069]1、仿真软件：商业仿真软件cst2020、商业仿真软件hfss2021。[0070]2、仿真内容与结果：[0071]对本实施例1中的基本单元在无限大周期阵列条件下进行仿真，仿真得到了其在1.6-19.4ghz范围内的s参数。结果如图9所示，s21在低频段7.23-11.39ghz范围内大于-3db，实现带内传输，相对带宽44.68％；高频段13.73-16.98ghz范围内大于-3db，实现带内传输，相对带宽21.17％，且带外抑制效果明显。s11在1.77-2.59ghz、4.36-5.21ghz、8.03-8.6ghz、10.42-11.16ghz、11.76-13.15ghz、13.91-17.02ghz和18.06-18.29ghz保持在-10db以下，从而在三个频段内形成吸收带。[0072]对本实施例1中的基本单元在无限大周期阵列条件下进行仿真，仿真得到了其在1.6-19.4ghz范围内的吸波率。结果如图10所示，可以看出以0.8为标准，低频吸波带范围为1.92-5.21ghz，相对吸波带宽为92.29％；中间吸波带范围为11.78-13.25ghz，相对吸波带宽为12.33％；高频吸波带范围为17.96-18.42ghz，相对吸波带宽为2.53％。[0073]对本实施例1中的基本单元在无限大周期阵列条件下进行仿真，仿真得到了其在1.6-19.4ghz范围内在te和tm极化下的角度稳定性。如图11ate极化和图11btm极化分别在电磁波以0-20°入射所示的吸波率，在宽带范围内有良好的角度稳定性。[0074]对本实施例1中的基本单元在无限大周期阵列条件下进行仿真，仿真得到了其在1.6-19.4ghz范围内在te和tm极化下的角度稳定性。如图12ate极化和图12btm极化分别在电磁波以0-20°入射所示的s21，在宽带范围内有良好的角度稳定性。[0075]对本实施例1中的基本单元构成的16×16超表面的rcs进行仿真并与同面积地板rcs仿真结果进行对比，如图13所示在吸波带和透波带有明显的rcs减缩效果。[0076]本发明中给出了两个实施例，实际上：单频通带两侧吸收损耗层9的集总电阻17范围为140-160ω，采用0402封装，集总电阻17与电容式金属条带贴片20距离w2_2范围为0.25-0.35mm，十字形金属贴片18宽度r1_2范围为0.35-0.45mm，弯折线金属贴片19与周期几何中心的距离r2_2范围为1.45-1.55mm，弯折线金属贴片19长度l1_2范围为3.45-3.55mm，弯折线金属贴片19宽度w1_2范围为0.05-0.15mm，弯折线金属贴片19间距wc_2范围为0.15-0.25mm，电容式金属条带贴片20长度r3_2范围为3.95-4.05mm，电容式金属条带贴片20宽度r4_2范围为0.15-0.25mm，电容式金属条带贴片20与周期边界距离c1_2范围为0.1-0.2mm。[0077]双频通带三频带吸收损耗层一10和双频通带三频带吸收损耗层二11的集总电阻21范围为90-110ω，采用0402封装，集总电阻21与周期几何中心的距离w2范围为0.75-0.85mm，十字形金属贴片22宽度r1范围为0.45-0.55mm，弯折线金属贴片23与周期几何中心的距离r2范围为1.95-2.05mm，弯折线金属贴片23长度l1范围为3.85-3.95mm，弯折线金属贴片23宽度w1范围为0.05-0.15mm，弯折线金属贴片23间距wc范围为0.35-0.45mm，电容式金属条带贴片24长度r3范围为3.95-4.05mm，电容式金属条带贴片24宽度r4范围为0.25-0.35mm，电容式金属条带贴片24与周期边界距离c1范围为0.05-0.15mm，方环形金属贴片25与弯折线金属贴片23的几何中心在竖直方向重合，方环形金属贴片25的长度l3范围为3.85-3.95mm，方环形金属贴片25的宽度w3范围为0.05-0.15mm。[0078]低通频率选择表面层一12和低通频率选择表面层二13的方环形金属贴片26长度l1_1范围为1.95-2.05mm，方环形金属贴片26宽度w1_1范围为0.25-0.35mm。[0079]双频通带频率选择表面一14、双频通带频率选择表面二15和双频通带频率选择表面三16的方环形金属贴片27与周期边界距离ww范围为0.05-0.1mm，方环形金属贴片27宽度w4范围为0.85-0.95mm，圆环形金属贴片几何中心与周期几何中心在竖直方向重合，内圆环形金属贴片29内外半径r5、r6范围分别为1.2-1.3mm、2.5-2.6mm，外圆环形金属贴片28内外半径r7、r8范围分别为2.7-2.8mm、3.2-3.3mm。









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