[發明專利]基于鐵氧體吸波材料的三維寬帶吸收式頻率選擇結構

在審

• 申請號: 201910476563.0
• 申請日: 2019-06-03
• 公開（公告）號: CN110380225A
• 公開（公告）日: 2019-10-25
• 發明（設計）人: 俞鈺峰;羅國清;童劍;俞偉良;黃郅祺
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: H01Q17/00
• 分類號: H01Q17/00;H01Q1/28;H01Q1/42
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 朱亞冠

1.基于鐵氧體吸波材料的三維寬帶吸收式頻率選擇結構，為周期性結構，每個結構單元沿著x、y軸無縫排布；每個周期結構單元由上下兩層平行板波導堆疊而成；其特征在于：

所述上層平行板波導由第一金屬面、第二金屬面、連接兩金屬面的背面反射金屬面、第一金屬下表面和第二金屬上表面之間的鐵氧體吸波面和入射端的金屬曲折線構成，作為吸波通道；

第一金屬面與第二金屬面上下對齊設置；第一介質基板、鐵氧體吸波面設置在第一金屬面與第二金屬面間，第一介質基板與第一金屬面、第二金屬面的左側邊連接，并與背面反射金屬面垂直設置；鐵氧體吸波面與第一金屬面與第二金屬面的右側邊連接，并與背面反射金屬面垂直設置；

第一金屬面、第二金屬面、第一介質基板、鐵氧體吸波面間留有空氣腔，該空氣腔等效為一段無耗傳輸線，調節了吸波通道的輸入阻抗；

第一介質基板的外側壁中心位置鋪設有金屬曲折線；

所述的下層平行板波導由第二金屬面和與之平行的第三金屬面形成，兩金屬板之間填充有第二介質基板，第二金屬面和第三金屬面之間通過金屬化過孔連接；作為透波通道

所述第一、第二介質基板的介電常數不同；

吸波通道的吸波頻段為帶通通道的通帶頻率。

2.如權利要求1所述的基于鐵氧體吸波材料的三維寬帶吸收式頻率選擇結構，其特征在于空氣腔沿著z軸的長度為通帶中心頻率的0.1-0.25倍波長。

3.如權利要求1-2任一所述的基于鐵氧體吸波材料的三維寬帶吸收式頻率選擇結構，其特征在于金屬曲折線由9段x軸向金屬線、8段y軸向金屬線構成；9段x軸向金屬線依次呈隊列設置，且相鄰上下對齊的兩x軸向金屬線間通過y軸向金屬線連接，相鄰兩y軸向金屬線交錯設置。

4.如權利要求1-3任一所述的基于鐵氧體吸波材料的三維寬帶吸收式頻率選擇結構，其特征在于鐵氧體吸波面厚度根據實際吸波頻段的需求進行選擇，實現2.78GHz到11.40GHz內反射率(|S₁₁|)低于-10dB。

5.如權利要求1-4任一所述的基于鐵氧體吸波材料的三維寬帶吸收式頻率選擇結構，其特征在于第一介質基板的介電常數為2.2，第二介質基板的介電常數為3.55。

6.如權利要求1-5任一所述的基于鐵氧體吸波材料的三維寬帶吸收式頻率選擇結構，其特征在于透波通道在其諧振點附近產生一個通帶，電磁波可幾乎無耗通過，其長度為其中λ₀是通帶頻率對應的真空中的波長，ε_r是第二介質基板的相對介電常數；中間的金屬化過孔等效為一個電感，產生一個額外的諧振點，展寬通帶的帶寬；金屬曲折線在通帶諧振，其阻抗為零，將吸波通道短路，因此電磁波無法進入吸波通道；當金屬曲折線的阻抗遠大于零時，電磁波進入吸波通道并被位于尾端的鐵氧體吸波材料吸收；吸波通道的金屬彎折線與鐵氧體吸波材料之間的空氣腔可以等效為一段無耗傳輸線，調節了吸波通道的輸入阻抗，改善了阻抗匹配。