[發明專利]可調諧全介質梯度磁導率二維全向隱身器件及制作方法

在審

• 申請號: 202010576065.6
• 申請日: 2020-06-22
• 公開（公告）號: CN111799562A
• 公開（公告）日: 2020-10-20
• 發明（設計）人: 趙乾;彭瑞光;孟永鋼;周濟
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: H01Q15/00
• 分類號: H01Q15/00
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 王佳璐

1.一種可調諧全介質梯度磁導率二維全向隱身器件，其特征在于，包括：

多層環形高介電常數的電介質顆粒陣列，多層所述環形高介電常數的電介質顆粒陣列呈圓環柱狀，每層所述環形高介電常數的電介質顆粒陣列包括幾何尺寸相同的多個長方體晶格單元，同一層的所述環形高介電常數的電介質顆粒陣列中的多個所述長方體晶格單元內包含幾何尺寸相同的高介電常數的長方體電介質顆粒，不同層的所述環形高介電常數的電介質顆粒陣列的多個所述長方體晶格單元及所述長方體電介質顆粒的幾何尺寸不同；

溫度控制系統，所述溫度控制系統用于控制多層所述環形高介電常數的電介質顆粒陣列所處的環境溫度，以改變多層所述環形高介電常數的電介質顆粒陣列中所有所述長方體電介質顆粒本身的介電常數，使多層所述環形高介電常數的電介質顆粒陣列的諧振頻率特性曲線發生移動，實現對所述隱身器件工作頻率的調諧。

2.根據權利要求1所述的可調諧全介質梯度磁導率二維全向隱身器件，其特征在于，所述隱身器件通過幾何尺寸不同的所述長方體電介質顆粒的Mie諧振效應實現具有梯度分布的等效磁導率，以及均勻的或具有梯度分布的等效介電常數，從而控制電磁波傳播路徑與相位，對隱身區域內部的障礙物進行隱身。

3.根據權利要求1所述的可調諧全介質梯度磁導率二維全向隱身器件，其特征在于，多層所述環形高介電常數的電介質顆粒陣列中的所述長方體電介質顆粒通過顆粒框架支撐。

4.根據權利要求3所述的可調諧全介質梯度磁導率二維全向隱身器件，其特征在于，所述顆粒框架在多層所述環形高介電常數的電介質顆粒陣列的徑向方向上具有多層，多層所述顆粒框架的層數與多層所述環形高介電常數的電介質顆粒陣列的層數相同且一一對應，多層所述顆粒框架中相鄰兩層的所述顆粒框架同軸嵌套配合。

5.根據權利要求3所述的可調諧全介質梯度磁導率二維全向隱身器件，其特征在于，所述顆粒框架的介電常數大于等于0.8且小于等于1.2，并且所述顆粒框架的磁導率為1。

6.根據權利要求3所述的可調諧全介質梯度磁導率二維全向隱身器件，其特征在于，所述長方體電介質顆粒的幾何尺寸小于工作頻率下電磁波波長的1/5。

7.根據權利要求1所述的可調諧全介質梯度磁導率二維全向隱身器件，其特征在于，所述長方體電介質顆粒的介電常數隨溫度變化而改變，并且所述長方體電介質顆粒的介電常數的數值大于50。

8.根據權利要求1所述的可調諧全介質梯度磁導率二維全向隱身器件，其特征在于，所述隱身器件的工作頻率隨所述環境溫度變化而改變。

9.根據權利要求1所述的可調諧全介質梯度磁導率二維全向隱身器件，其特征在于，多層所述環形高介電常數的電介質顆粒陣列的工作頻率隨所述長方體電介質顆粒和所述長方體晶格單元的幾何尺寸的等比例縮小而放大。

10.根據權利要求1所述的可調諧全介質梯度磁導率二維全向隱身器件，其特征在于，以柱坐標的形式來表示，所述隱身器件在電場始終在Z軸方向偏振的情況下需要各向異性及梯度分布的電磁參數為按照如下公式得到：

其中，μ_r為徑向的磁導率；

μ_θ為切向的磁導率；

為軸向的介電常數；

r_a為多層所述環形高介電常數的電介質顆粒陣列的內部邊界的半徑；

r_b為多層所述環形高介電常數的電介質顆粒陣列的外部邊界的半徑；

r為多層所述環形高介電常數的電介質顆粒陣列內任意一層圓環的半徑。

11.一種可調諧全介質梯度磁導率二維全向隱身器件的制作方法，其特征在于，所述隱身器件為權利要求1-10中任意一項所述的隱身器件，包括如下步驟：

用機械加工的方式加工具有所需幾何尺寸的所述長方體電介質顆粒以及對應的所述顆粒框架；

將所述長方體電介質顆粒放入所述顆粒框架中的相應位置固定，以形成多層所述環形高介電常數的電介質顆粒陣列的結構；

將多層所述環形高介電常數的電介質顆粒陣列放入所述溫度控制系統中，得到所述可調諧全介質梯度磁導率二維全向隱身器件。