Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
ЧАСТОТНО-СЕЛЕКТИВНАЯ ПОВЕРХНОСТЬ
ЧАСТОТНО-СЕЛЕКТИВНАЯ ПОВЕРХНОСТЬ

ЧАСТОТНО-СЕЛЕКТИВНАЯ ПОВЕРХНОСТЬ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Изобретение относится к антенной технике. Цель изобретения - обеспечение работы на второй частоте - достигается выполнением двухкоординатной системы щелей в виде участков сетки с удаленными проводниками. 2 ил.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2012964
Класс(ы) патента: H01Q17/00
Номер заявки: 4856710/09
Дата подачи заявки: 01.08.1990
Дата публикации: 15.05.1994
Заявитель(и): Санкт-Петербургский государственный технический университет
Автор(ы): Астрахан М.И.; Ляпунова Н.М.; Ферсман Г.А.
Патентообладатель(и): Санкт-Петербургский государственный технический университет
Описание изобретения: Изобретение относится к радиотехнике УВЧ и СВЧ и может быть использовано во многих устройствах антенной техники, в системах ретрансляции, при электромагнитном экранировании высокочастотных установок и во многих других случаях.
Электродинамические свойства различных частотно-селективных поверхностей (ЧСП) характеризуются коэффициентами отражения R и прохождения Т, которые определяются через значения полей, отраженных или прошедших через ЧСП, на значительном удалении от поверхности. Можно выделить два характерных вида ЧСП:
1. В виде системы отдельных резонансных элементов.
2. Двойные сетчатые поверхности.
ЧСП первого типа представляют собой систему проволочных излучателей, расположенных в одной плоскости в виде двумерно периодической структуры. Размеры вибраторов подобраны таким образом, что они интенсивно возбуждаются в определенном интервале частот, где коэффициент отражения от ЧСП становится близким к 1, вне этого интервала частот величина коэффициента отражения уменьшается настолько, что поверхность становится "прозрачной" для падающих на нее электромагнитных волн (ЭМВ). Решеткам проволочных вибраторов дуальны перфорированные металлические поверхности, отверстия в которых имеют вид прямоугольных щелей. Такие структуры характеризуются тем, что в определенном интервале частот, соответствующем максимальному возбуждению щелей в металлическом экране, коэффициент прохождения ЧСП становится близким к 1 и в этой полосе частот ЧСП является неотражающей, "прозрачной" для ЭВМ. Частота резонанса f1, на которой коэффициент прохождения Т близок к 1, определяется размерами щелей и периодичностью их расположения; полоса пропускания по уровню 0,7 (-3 дБ) составляет 20-30% ; угловые зависимости коэффициента прохождения определяются густотой решетки. Известно, что ЧСП такого типа имеют резонансное прохождение ЭВМ также на частотах примерно кратных частоте основного резонанса fк ≈кf1, где к - целое, но поскольку по мере увеличения кратности частот к, щели возбуждаются менее интенсивно, растут потери прохождения в точках максимумов (Т). Известно также, что ЧСП этого вида, образованные перфорированием одновременно двух двумерно периодических структур со щелями двух разных размеров, позволяют получить резонансное прохождение на двух частотах, определяемых размерами и периодичностью соответствующих отверстий.
Частотно-селективными свойствами обладают также двойные сетчатые поверхности с квадратной ячейкой. Резонансная частота f2, на которой (Т) = 1, зависит от расстояния между сетками h и густоты сеток; с густотой сеток также связана полоса пропускания и зависимость (Т) от угла падения волны. Двухслойная сетчатая структура также обладает резонансами на частотах, приблизительно кратных основному резонансу fк ≈ кf2. Расчетные формулы и графики зависимостей (Т) от частоты, угла падения ЭВМ и густоты сеток приведены в известном техническом решении.
ЧСП типа двойной сетчатой поверхности из проводников с квадратной ячейкой является прототипом данного изобретения. Как следует из вышесказанного, недостаток прототипа состоит в том, что эта структура является одночастотной, т. е. имеет резонансное прохождение на частоте основного резонанса f2, где реактивные импедансы плоских слоев сеток, размещенных на определенном расстоянии h, зависящем от густоты сеток, взаимно компенсируются. Вторичные (кратные) резонансы появляются на частотах, связанных с f2 соотношением fк ≈кf2, где к - целое, причем, чем выше fк, тем больше оказываются потери прохождения на этой частоте.
Целью настоящего изобретения является получение для структуры-прототипа, обеспечивающей селективное прохождение ЭВМ на частоте f2, дополнительного резонансного прохождения на второй частоте f1, причем f1 и f2 связаны не кратным, а заданным соотношением.
Эта цель достигается тем, что частотно-селективная поверхность, содержащая две плоские параллельные сетки из проводников с квадратными ячейками, выполнена с двумерно-периодической системой прямоугольных щелей в виде участков с удаленными проводниками. Этот существенный признак является необходимым, так как размеры щелей и расстояния между ними рассчитаны на пропускание полосы частот с резонансом на частоте f1, для которой сетчатая ЧСП является хорошо отражающей. С другой стороны этот признак является достаточным, поскольку селективное пропускание на частоте f2 обеспечивается подбором расстояния между плоскостями двух сеток с заданным размером ячейки.
В литературе данной совокупности признаков не было обнаружено.
На фиг. 1 изображена конструкция, состоящая из двух слоев (1 и 2) ЧСП резонансного типа. Каждый слой представляет собой решетку прямоугольных щелей, прорезанных в импендансной поверхности сетчатого типа, фрагмент которой обозначен 3.
На фиг. 2 детально изображен участок 3 структуры с прямоугольными щелями в сетках с квадратными ячейками.
ЧСП выполнена в виде двух слоев сеток из пересекающихся проводов с квадратными ячейками. Размер ячейки обозначен а, ширина полоски провода t; при этом а <<λ>1, λ2; t < а, (λ= с/f). На частоте f2 одиночный слой сетки отражает ЭВМ, но в двухслойной структуре при правильно выбранном расстоянии h между параллельными слоями отражения от первого и второго слоя компенсируют друг друга и результирующий коэффициент отражения R близок к 0, а коэффициент прохождения Т ≈1, т. е. волна с частотой f2проходит через ЧСП практически без затухания. Каждый слой сетчатой поверхности выполнен с двумерно-периодической системой прямоугольных щелей. Ширина щели обозначена δ . Указанные на фиг. 2 размеры решетки щелей l1, l2 и l3 являются резонансными на частоте f1, а размеры l2 и l3определяют густоту щелевой решетки. На структуру падает плоская ЭВМ с частотами f1 и f2. Щели на фиг. 1 возбуждаются компонентой поля Е, ориентированной перпендикулярно щели (вдоль оси У). Благодаря тому, что а <<λ>1 и h << λ1, коэффициент отражения каждого слоя сеток и сетчатой двухслойной ЧСП на частоте f1 настолько близок к 1, что можно считать сетки отражающими практически как металлическая поверхность. В результате на частоте f2 коэффициент прохождения ЭВМ через решетку щелей близок к 1. Поскольку щели прорезаны в сетчатой структуре, то длина щелей l1, а также l2 и l3 должны быть кратны размеру ячейки, поэтому для получения резонанса щелевой ЧСП на заданной частоте f1 необходимо иметь сетчатую структуру с соответствующим размером ячейки.
Формула изобретения: ЧАСТОТНО-СЕЛЕКТИВНАЯ ПОВЕРХНОСТЬ, содержащая две плоские параллельные сетки из проводников с квадратными ячейками, отличающаяся тем, что, с целью обеспечения работы на второй частоте, сетки выполнены с двумерно-периодической системой прямоугольных щелей в виде участков сетки с удаленными проводниками.