[發明專利]溫度調控單向金屬-介質復合隱身器件及制作方法

有效

• 申請號: 202010585825.X
• 申請日: 2020-06-24
• 公開（公告）號: CN111799563B
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 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;G02F1/01
• 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: 王海燕

1.一種溫度調控單向金屬-介質復合隱身器件，其特征在于，包括：

隱身器件主體，所述隱身器件主體包括第一電介質板、第二電介質板和金屬十字陣列；其中，所述第一電介質板的介電常數高于所述第二電介質板的介電常數，所述第一電介質板與所述第二電介質板交替排列構成層狀堆疊結構，所述層狀堆疊結構為具有菱形柱狀空間的菱形柱狀體，所述層狀堆疊結構的外輪廓在垂直堆疊方向的投影面上的投影為外菱形，所述菱形柱狀空間的輪廓在垂直堆疊方向的投影面上的投影為內菱形，所述外菱形的中心與所述內菱形的中心重合，所述外菱形的一對相對的兩個頂點與所述內菱形的一對相對的兩個頂點重合；所述第一電介質板的兩側面上分別附著所述金屬十字陣列；

溫度控制系統，所述溫度控制系統用于控制所述隱身器件主體所處的環境溫度，以改變所述第一電介質板本身的介電常數，使所述隱身器件主體的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；

所述第一電介質板的介電常數隨溫度的變化而變化，并且所述第一電介質的介電常數的數值大于50。

2.根據權利要求1所述的溫度調控單向金屬-介質復合隱身器件，其特征在于，所述第二電介質板的介電常數范圍為0.8～2.0。

3.根據權利要求1所述的溫度調控單向金屬-介質復合隱身器件，其特征在于，所述隱身器件主體以x’y’z’坐標系為參考時，所述外菱形的一對相對的兩個頂點處于x’軸方向上，所述外菱形的另一對相對的兩個頂點處于y’軸方向上，所述層狀堆疊結構的中心線處在z’軸方向上；所述隱身器件主體在位于所述x’y’z’坐標系的第二象限的部分與所述隱身器件主體在位于所述x’y’z’坐標系的第一象限的部分以y軸對稱，所述隱身器件主體在位于所述x’y’z’坐標系的第三象限的部分及所述隱身器件主體在位于所述x’y’z’坐標系的第四象限的部分與所述隱身器件主體在位于所述x’y’z’坐標系的第二象限的部分及所述隱身器件主體在位于所述x’y’z’坐標系的第一象限的部分以x軸對稱；所述隱身器件主體在位于所述x’y’z’坐標系的第一象限的部分中的所述金屬十字陣列在xyz坐標系中具體為：所述xyz坐標系中的z軸方向與所述x’y’z’坐標系的所述z’軸方向重合，所述xyz坐標系中的x軸方向與所述x’y’z’坐標系的x’軸方向具有夾角θ，所述金屬十字陣列中的多個所述金屬十字沿x軸方向和y軸方向間隔開排列，且所述金屬十字陣列中的所述金屬十字的兩條金屬臂分別平行于x軸方向和y軸方向。

4.根據權利要求3所述的溫度調控單向金屬-介質復合隱身器件，其特征在于，所述夾角θ滿足如下公式：

其中，

β為所述隱身器件主體外部邊界與x’軸的夾角；

α為所述隱身器件主體內部邊界與x’軸的夾角。

5.根據權利要求3所述的溫度調控單向金屬-介質復合隱身器件，其特征在于，所述金屬十字陣列中的所述金屬十字沿x軸和y軸方向的兩條金屬臂長度不同，所述金屬十字陣列沿x軸方向和y軸方向的分布周期不同。

6.根據權利要求5所述的溫度調控單向金屬-介質復合隱身器件，其特征在于，位于所述x’y’z’坐標系的第一象限中的所述金屬十字陣列中的所述金屬十字沿所述xyz坐標系的x軸和y軸方向的周期長度均小于所述隱身器件工作頻率對應的電磁波波長的1/5。

7.根據權利要求1-6中任意一項所述的溫度調控單向金屬-介質復合隱身器件，其特征在于，所述溫度控制系統包括加熱/冷卻板，所述加熱/冷卻板設置在所述隱身器件主體的一端端部處。

8.根據權利要求1-6中任意一項所述的溫度調控單向金屬-介質復合隱身器件，其特征在于，所述溫度控制系統為基于熱對流或熱輻射的溫度調控裝置。

9.一種溫度調控單向金屬-介質復合隱身器件的制作方法，其特征在于，所述溫度調控單向金屬-介質復合隱身器件為根據權利要求1-8中任意一項所述的溫度調控單向金屬-介質復合隱身器件，所述制作方法包括如下步驟：

采用機加工的方式加工出所需幾何尺寸的所述第一電介質板和所述第二電介質板；

在所述第一電介質板兩側面上加工出所述金屬十字陣列；

將附著有所述金屬十字陣列的所述第一電介質板和所述第二電介質板交替排列構成層狀堆疊結構，得到所述隱身器件主體；

將所述隱身器件主體置于所述溫度控制系統中。