[發明專利]透波/隱身一體化超材料結構及具有其的天線罩、天線窗

有效

• 申請號: 201810884014.2
• 申請日: 2018-08-06
• 公開（公告）號: CN110808464B
• 公開（公告）日: 2021-11-30
• 發明（設計）人: 樊君;張春波;楊帆;叢琳;王會敏;陽開華
• 申請（專利權）人: 航天特種材料及工藝技術研究所
• 主分類號: H01Q1/42
• 分類號: H01Q1/42;H01Q15/00;H01Q17/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供一種透波/隱身一體化超材料結構及具有其的天線罩、天線窗，目的在于提供一種層數較少，重量較輕，同時在通帶內具有電磁波的高透過性，在通帶外具有強的隱身性能的透波/隱身一體化結構。超材料結構包括微結構層和至少一層介質層，微結構層設置在介質層上，微結構層由周期排布的正多邊形環和設置在正多邊形環內的貼片單元組成，其中，正多邊形環為具有特定方阻的電阻材料，貼片單元為金屬貼片單元，金屬貼片單元與正多邊形環共中心。

技術領域

本發明提供一種透波/隱身一體化超材料結構及具有其的天線罩、天線窗，屬于電磁場與微波技術領域。

背景技術

隨著現代雷達探測技術的不斷發展進步，雷達的探測距離和探測精度不斷提高，極大的削弱武器裝備的戰場生存能力和突防能力，為了應對這一變化，武器裝備的強隱身設計越來越受到關注。超材料技術由于其在電磁調控方面獨特的功能優勢在隱身領域得到廣泛應用。應用最早也最廣泛的是頻率選擇表面超材料技術，頻率選擇表面是一種空間電磁波濾波結構，通過周期排布的金屬單元結構形成特定頻率電磁波下的電磁諧振，使得該頻段電磁波能夠選擇性的透過或反射，從而在保證己方雷達正常工作的同時減小特定頻段雷達散射截面積。

隨著對裝備隱身及抗干擾性能要求的不斷提高，金屬結構的頻率選擇表面本身的反射影響變得不能忽略，特別是對于一些非低RCS外形目標的隱身設計，該技術難以滿足需求，需要設計性能更加優異新型透波/隱身一體化結構。現有技術中，有利用金屬貼片、集總電阻或磁性材料加載介質基板的超材料實現了同時具有透波和隱身的復合超材料，但多數材料由多層結構復合而成，層數較多，厚度較厚，導致加工工藝復雜且重量較重。部分超材料結構為減少層數與重量，將金屬貼片、集總電阻設置在介質層兩側，不利于材料防護與結構保密，對透波和隱身兩種功能的實現兼顧性不是很好，需要考慮入射的方向性。因此，基于該背景，亟需設計一種在減重的同時又能兼顧優異的透波和隱身性能的超材料結構。

發明內容

在下文中給出關于本發明的簡要概述，以便提供關于本發明的某些方面的基本理解。應當理解，這個概述并不是關于本發明的窮舉性概述。它并不是意圖確定本發明的關鍵或重要部分，也不是意圖限定本發明的范圍。其目的僅僅是以簡化的形式給出某些概念，以此作為稍后論述的更詳細描述的前序。

本發明的目的在于提供一種層數較少，重量較輕，同時在通帶內具有電磁波的高透過性，在通帶外具有強的隱身性能的透波/隱身一體化超材料結構和具有其的天線罩及天線窗。

本發明的技術解決方案：

根據本發明，一方面提供了一種透波/隱身一體化超材料結構，包括微結構層和至少一層介質層，微結構層設置在介質層上，微結構層由周期排布的正多邊形環和設置在正多邊形環內的貼片單元組成，其中，正多邊形環為具有特定方阻的電阻材料，貼片單元為金屬貼片單元，金屬貼片單元與正多邊形環共中心。

進一步地，貼片單元由繞正多邊形環中心間隔設置的多個相同的組合貼片構成，任意組合貼片由等腰三角形貼片和半圓貼片構成，等腰三角形的頂點均設置在正多邊形環的中心，半圓貼片設置在等腰三角形貼片的底邊且底邊還為半圓的直徑。

進一步地，正多邊形環為正六邊形環。

進一步地，正六邊形環外接圓的半徑為p,正六邊形環寬度為w，w滿足w＝0.15p～0.3p。

進一步地，等腰三角形的頂角角度為α，α滿足α＝20°～45°。

進一步地，等腰三角形的底邊變長為d，邊長d＝2atan(α/2)，此邊上的高為a，a滿足a＝0.3p～0.5p。

進一步地，正多邊形環由電阻漿料通過絲網印刷工藝印制在介質層上，貼片通過掩膜刻蝕工藝刻蝕介質層上。

進一步地，電阻材料方阻為R＝1Ω/-10Ω/。

根據本發明另一方面提供了一種天線罩，天線罩具有上述的透波/隱身一體化超材料結構。