[發明專利]一種基于無反射濾波器原理的吸波器件

有效

• 申請號: 201910667712.1
• 申請日: 2019-07-23
• 公開（公告）號: CN110380228B
• 公開（公告）日: 2021-04-23
• 發明（設計）人: 朱旗
• 申請（專利權）人: 中國科學技術大學
• 主分類號: H01Q17/00
• 分類號: H01Q17/00
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 張雪嬌

本申請公開了一種基于無反射濾波器原理的吸波器件，所述基于無反射濾波器的吸波器件由至少一個疊加設置的吸波結構構成，所述基于無反射濾波器的吸波器件可實現無反射帶阻濾波特性，即所述基于無反射濾波器的吸波器件具有對特定頻率的電磁波無反射吸收，而對特定頻率之外的電磁波完全透過的特性；另外，所述基于無反射濾波器原理的吸波器件具有單個吸波結構即可實現吸收特定波長的電磁波的目的，當吸波結構為多層時可以實現多頻帶、寬帶電磁波的吸收，且理論上每層吸波結構之間無電磁相互作用，在電磁性能上各自獨立，無厚度限制，即所述基于無反射濾波器原理的吸波器件的吸波效果與厚度無關。

技術領域

本申請涉及吸波材料技術領域，更具體地說，涉及一種基于無反射濾波器原理的吸波器件。

背景技術

吸波材料，是指能吸收或者大幅減弱投射到它表面的電磁波能量的一類材料，廣泛用于降低雷達散射截面、電磁干擾和實現“隱形”等目的。

2008年，Landy等首先提出基于超材料的完美吸收器。利用開口環、短截線和有耗介質層構成電磁吸波體，使入射到超材料的特定頻率電磁波不產生反射和透射，實現對特定頻率電磁波的完美吸收(Landy N I，Sajuyigbe S，Mock J J，et al.Perfectmetamaterial absorber[J].PhysicalReview Letters，2008，100(20):207402.)。

早期的超材料吸波體是由不同形式的電諧振單元、有耗介質層以及金屬背板等構成的周期性陣列，具有窄帶、多頻帶或一定寬頻帶的吸波功能。但這些結構的帶寬、厚度及吸收率受制于Roanov關系式(Rozanov K N.Ultimate thickness to bandwidth ratio ofradar absorbers[J].AntennasPropagation IEEE Transactions on，2000，48(8):1230-1234.)的限制，很難以較薄的厚度同時實現寬帶、高效的吸波。例如，典型的2～18GHz頻帶內RCS減縮皆大于15dB的吸波材料厚度一般為3cm～4cm。傳統吸波材料的吸波性能不僅取決于單層或多層電路結構，還依賴于具有一定特征阻抗、不同厚度的介質層。依據微波傳輸線理論，很難實現吸波頻段不相關、厚度超薄的吸波結構。

傳統吸波材料均覆蓋在金屬背板之上，以消除導體表面的反射。金屬背板的存在決定了吸波材料的電磁特性。如果需要隱身的目標是金屬物體(如飛機，坦克等)，則金屬板的存在基本沒有影響。在某些情況下，可能需要“獨立”的吸收層，即可以吸收特定頻率范圍內的電磁波，但同時允許其它頻率的透過(例如，隱身的傳感器及光學透明微波吸收體等)，此時金屬板的存在限制了此類功能的實現。此外，隨著材料技術的迅速發展，新型的非金屬材料開始用于替代大型物體的大部分金屬部件。在涉及非金屬物體的隱身應用中，帶金屬背板的吸波材料在吸波頻段可以正常工作，表現出較低的可觀察性。但是在吸波頻段外會增大隱身物體的雷達散射截面，使其可觀察性增強。

因此，有必要提供一種無需金屬背板的吸波器件。

發明內容

為解決上述技術問題，本申請提供了一種基于無反射濾波器原理的吸波器件，以實現提供一種無需金屬背板即可實現吸波功能的吸波器件的目的，并且所述基于無反射濾波器原理的吸波器件具有單層吸波結構即可實現吸收特定波長的電磁波的目的，當吸波結構為多層時可以實現多頻帶、寬帶電磁波的吸收，且所述基于無反射濾波器原理的吸波器件的吸波效果與厚度無關。

為實現上述技術目的，本申請實施例提供了如下技術方案：

一種基于無反射濾波器原理的吸波器件，包括：至少一個疊加設置的吸波結構；相鄰所述吸波結構之間設置有隔離層；

所述吸波結構包括：基板；所述基板為非金屬介質基板，包括相背設置的第一表面和第二表面；

位于所述第一表面，由多個第一吸波單元構成的第一金屬層；