[發明專利]一種基于AFSS的多頻段可調諧寬帶吸波體

有效

• 申請號: 202011633833.3
• 申請日: 2020-12-31
• 公開（公告）號: CN112821085B
• 公開（公告）日: 2022-03-11
• 發明（設計）人: 姜超;曹文博;黃小忠
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: H01Q17/00
• 分類號: H01Q17/00;H01Q15/00
• 代理公司: 長沙永星專利商標事務所(普通合伙) 43001
• 代理人: 周詠;林毓俊

本發明公開了一種基于AFSS的多頻段可調諧寬帶吸波體，從左至右，包括有第一層有源頻率選擇表面、第一層泡沫層、第二層有源頻率選擇表面、第二層泡沫層和金屬背板層；本發明中采用了雙層有源頻率選擇表面，其相對于單層頻率選擇表面而言，其可以實現目標頻段多頻段寬帶可調諧吸波。2)本發明中的有源頻率選擇表面金屬單元采用了上下兩個方向相反的箭頭組成的單元，并在兩個相鄰單元箭頭部位之間存在有縫隙，在縫隙之間焊接二極管連接，通過對吸波體結構的表面電流分析可以得出，表面電流主要分布在金屬單元片上，并且表面電流匯集到雙箭頭結構的箭頭頂端位置，箭頭頂端縫隙間所加載的二極管通過歐姆損耗將入射電磁波的能量轉化為熱能，提高對電磁波的損耗，從而擴展吸波體的吸收帶寬。

技術領域

本發明屬于電磁隱身技術領域，具體涉及一種基于AFSS的多頻段可調諧寬帶吸波體。

背景技術

由于各種反隱身技術的發展和精確制導武器的相繼問世，以及更加復雜的戰場電磁環境，電磁隱身技術成為了應對這一挑戰的關鍵研究。頻率選擇表面(FrequencySelective Surface,FSS)對電磁波具有選擇透過性，美國在上世紀60年代便對FSS理論進行研究，如今這項技術以應用到美軍服役的隱形戰斗機中。有源頻率選擇表面(ActiveFrequency Selective Surface,AFSS)是指在FSS中加入二極管或者變容二極管，通過調節偏置電壓或電流來改變FSS的諧振效應，提高FSS使用的機動性和抗干擾性。無源FSS吸波體在實際應用過程中難以適應現實復雜的電磁環境，難以在不同波段雷達的探測下有效工作。

因此，針對以上不足，需要提出一種基于AFSS的多波段可調諧寬帶吸波體，以適應更加復雜的電磁環境。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于AFSS的多頻段可調諧寬帶吸波體，以達到在雷達探測頻段內隱身的效果，并通過控制吸波頻帶的移動以適應復雜的電磁波環境。

本發明這種基于AFSS的多頻段可調諧寬帶吸波體，包括有第一層有源頻率選擇表面、第一層泡沫層、第二層有源頻率選擇表面、第二層泡沫層和金屬背板層；

其中：第一層有源頻率選擇表面由金屬單元陣列、介質層和二極管組成，金屬單元刻蝕在介質層上表面，金屬單元在介質層上呈周期性陣列分布；相鄰的金屬單元的縫隙中焊接有二極管；

第二層有源頻率選擇表面由金屬單元陣列、介質層和二極管組成，金屬單元刻蝕在介質層上表面，金屬單元在介質層上呈周期性陣列分布，形成金屬單元陣列；相鄰的金屬單元的縫隙中焊接有二極管；

第一層有源頻率選擇表面含有金屬單元和二極管的一面與第一泡沫層接觸，第二層有源頻率選擇表面含有金屬單元和二極管的一面與第一泡沫層接觸。

所述的第一層有源頻率選擇表面和第二層有源頻率選擇表面的金屬單元的形狀均為上下兩個方向相反的箭頭組成的單元，兩個相鄰單元箭頭部位之間存在有縫隙，在縫隙之間焊接二極管連接。

所述的上下兩個方向相反的箭頭組成的單元其直線寬度大于斜線寬度，箭頭單元直線高度大于斜線高度，兩個箭頭之間通過箭頭單元的直線相連接。

所述的上下兩個方向相反的箭頭單元箭頭直線與斜線之間夾角₁5°≤α≤75°。

第二層有源頻率選擇表面中金屬單元的尺寸是第一層有源頻率選擇表面中金屬單元的尺寸的兩倍。

所述的介質層表面刻蝕好金屬單元陣列后，需要介質層上金屬單元陣列外側刻蝕出方形外加偏置線，框住金屬單元陣列，對整個陣列施加偏置電壓。

所述金屬單元陣列中焊接的二極管方向一致或者方向相反。

所述的二極管選用貼片型二極管。

所述的介質層為低介電常數高強度材料；所述的金屬單元采用導電材料制備而成；所述的泡沫層采用低密度低介電常數發泡材料制備而成。