[發明專利]多值電阻集成的超構寬帶光學透明微波吸波器件

有效

• 申請號: 202010045589.2
• 申請日: 2020-01-16
• 公開（公告）號: CN111180898B
• 公開（公告）日: 2021-05-07
• 發明（設計）人: 孫洪波;董復延;徐速
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: H01Q17/00
• 分類號: H01Q17/00
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司 22201
• 代理人: 劉世純

本發明公開了多值電阻集成的超構寬帶光學透明微波吸波器件，屬于電磁隱身技術領域，由下到上依次包括導電面、基板及上層面，所述上層面為由內環電阻和外環電阻組成的回字形薄層，外環電阻位于內環電阻的外圈，所述內環電阻、外環電阻及下層面的導電面均為導電金屬網格回路。本發明利用混合式電路印刷技術在基板的同一平面上做不同阻值的回路，增加了平面內的結構自由度，從而相當于增加了等效電路的復雜性，實現了在保持吸波帶寬滿足需求的情況下使整個器件的厚度大大降低的目的。本發明提出的光學透明的寬帶超構材料微波吸波器，通過使用混合式電路印刷技術，在實驗中實現了89％的透光率和0.07波長的厚度。

技術領域

本發明屬于電磁隱身技術領域，具體涉及利用透明金屬導電網格和透明基板構成微波吸波器件，并通過混合式電路印刷技術在同一基板平面上做不同阻值的電阻條帶，從而實現光學透明寬帶微波吸波的吸波器件。

技術背景

光學透明的超構材料吸波器件由于其能夠進行電磁波吸波的同時還能透過可見光，因此已經被應用在很多領域，如電磁屏蔽，電磁干擾保護。均勻的透明導電材料，如氧化銦錫(ITO)和石墨烯，因為其能同時具有高透光率和微波導電能力，故促進了透明吸波器件的實現。

在需要光學透明吸波器件的應用場合，所要求的器件性能為高透光率和寬帶吸波。目前，由于用于實現光學透明微波吸波器件的導電材料，比如氧化銦錫(ITO)和石墨烯等均勻的透明導電材料，只要沉積在基板上，則在一個平面內的材料的方塊電阻阻值就只能為單一的阻值，所以研究人員就通過增加器件的縱深方向的結構自由度從而增加器件的吸波帶寬，比如有的堆疊多層薄層電阻，有的加入多層電介質間隔物/空腔。吸波器件本身可等效成具有多個電容、電感和電阻的等效電路，不論怎么做，都是為了增加結構自由度，相當于增加等效電路的結構復雜性，達到寬帶吸波的目的。然而，通過增加器件的縱深方向結構的自由度雖然達到了寬帶吸波的目的，但同時也影響了器件的透光率，并使整體結構不緊湊。

發明內容

針對現有透明微波吸波器件設計的不足，本發明要解決的技術問題是：提供一種以單層石英玻璃為基板，在基板的同一平面內集成多值薄層電阻的光學透明微波吸波器件，從而在不增加器件縱深方向結構自由度的情況下，增加平面內的結構自由度，使得同樣增加器件等效電路的結構復雜性，實現寬帶吸波的性能。本發明以線寬為1-10um的金屬網格作為光學透明導電材料，金屬線本身具有體電阻，做成平面網格結構后，可等效成面電阻。本發明利用混合式電路印刷技術在基板的同一平面上做不同阻值的回路，增加了平面內的結構自由度，從而相當于增加了等效電路的復雜性，實現了在保持吸波帶寬滿足需求的情況下使整個器件的厚度大大降低的目的。本發明提出的光學透明的寬帶超構材料微波吸波器，通過使用混合式電路印刷技術，在實驗中實現了89％的透光率和0.07波長的厚度。

本發明通過如下技術方案實現：

一種多值電阻集成的超構寬帶光學透明微波吸波器件，由下到上依次包括導電面3、基板4及上層面，所述上層面為由內環電阻1和外環電阻2組成的回字形薄層，外環電阻2位于內環電阻1的外圈，所述內環電阻1、外環電阻2及下層面的導電面3均為導電金屬網格回路。

進一步地，所述內環電阻1、外環電阻2及導電面3的金屬網格均由納米銀顆粒經燒結后的金屬線組成，所述金屬線的線寬為1-10um。

進一步地，所述內環電阻1的方塊電阻為20-30Ω/口，外環電阻2的方塊電阻為5-15Ω/口，導電面3的方塊電阻為1-10Ω/口。

進一步地，所述基板4為光學透明石英玻璃，透光率93％，厚度為1-5mm。

與現有技術相比，本發明具有以下優點：

(1)、利用金屬網格構成電阻回路，大大增加了器件的透光率。

(2)、在同一基板的同一平面上集成多阻值薄層電阻，增加了吸波器件等效電路的靈活性，使得在保證吸波帶寬的情況下大大減少了器件的厚度。