[發明專利]一種基于電磁周期結構阻抗特性判別透過率性能的方法

在審

• 申請號: 202010029077.7
• 申請日: 2020-01-12
• 公開（公告）號: CN111208171A
• 公開（公告）日: 2020-05-29
• 發明（設計）人: 郭敏;付云起;桑迪;陳強;鄭月軍;林沂;袁方;郭田田
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科技大學
• 主分類號: G01N27/02
• 分類號: G01N27/02
• 代理公司: 國防科技大學專利服務中心 43202
• 代理人: 王文惠

本發明提供一種基于電磁周期結構阻抗特性判別透過率性能的簡易方法。技術方案是：首選，在歸一化阻抗實部和虛部坐標系下繪制若干典型透過率的曲線值，將平面劃分為不同透過率值的區間，用于電磁周期結構透過率的判斷。再將電磁周期結構的歸一化阻抗值標記在具有不同透過率的圓圖上，即可得到電磁周期結構的透過率。本發明將阻抗特性和透過率之間的計算轉化為坐標系中的標記讀數的直觀方法，簡化了工作量，可以更加方便的應用于具有不同透過率的電磁周期結構設計。

技術領域

本發明屬于電磁材料技術領域，尤其涉及具有不同透過率性能的電磁周期結構設計。

背景技術

電磁周期結構如：頻率選擇表面、電路模擬吸波體、超材料吸波體等，是一種能夠實現空間電磁波調控的有效手段。已經被廣泛地被應用于雷達和通信系統中。具有高透過率的電磁周期結構可以被用作天線罩等領域，具有低透過率的電磁周期結構可以被廣泛用于電磁防護，電磁屏蔽等領域。所以設計具有不同透過率系數的電磁周期結構是微波領域的一個重要研究和發展方向。

設計具有不同透過率電磁周期結構的核心是針對電磁周期結構的阻抗特性進行設計，不同的阻抗特性對應不同的透過率特性。電磁周期結構的阻抗特性和透過率特性之間存在直接的聯系，其表達式已經在參考文獻一(M.Guo,Z.Sun,D.Sang,X.Jia,and Y.Fu,Design of Frequency-Selective Rasorbers Based on Centrosymmetric Bended-StripResonator,IEEE Access,vol.7,pp.24964-24970,2019.)中公開。但沒有進行深入的分析和研究，僅僅定性的給出阻抗值越大，透過率越高的總結性表述。也沒有給出設計具有不同透過率的電磁周期結構，其阻抗特性的取值范圍。雖然參考文獻二(Q.Chen,D.Sang,M.Guo,and Y.Fu,Miniaturized Frequency-Selective Rasorber With a Wide TransmissionBand Using Circular Spiral Resonator,IEEE Transactions on Antennas andPropagation,vol.67,pp.1045,2019.)公開了當透過率固定在兩個具體的定值時，歸一化阻抗的實部和虛部在平面上可以形成一個橢圓曲線。但該文章公開的曲線特性與實際曲線特性存在較大差別，而且沒有給出曲線的解析表達式。

為提高具有不同透過率電磁周期結構設計的效率，亟需對電磁周期結構阻抗特性和透過率之間直接關系進行深入研究，并給出一種基于電磁周期結構阻抗特性判別透過率特性的簡易方法。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于提供一種基于電磁周期結構阻抗特性判別透過率性能的簡易方法，能夠準確、高效、直接地建立電磁周期結構透過率和阻抗特性之間的關系。該方法通過將電磁周期結構的歸一化阻抗值標記在具有不同透過率的圓圖上，即可得到電磁周期結構的透過率。該方法將阻抗特性和透過率之間的計算轉化為坐標系中的標記讀數的直觀方法，簡化了工作量，可以更加方便的應用于具有不同透過率的電磁周期結構設計。

本發明采用的技術方案為，一種基于電磁周期結構阻抗特性判別透過率性能的方法，包括如下步驟：

設已知電磁周期結構的阻抗值Z_p，并且Z_p＝R_p+jX_p；R_p和X_p分別為阻抗值的實部和虛部；

對阻抗值進行歸一化，歸一化公式如下：

其中，Z₀為自由空間的波阻抗；

在歸一化的阻抗實部和虛部坐標系下繪制若干透過率為T對應的圓曲線，圓曲線的表達式如下：