[發明專利]一種基于超表面的寬帶微波吸收體

有效

• 申請號: 202110021945.1
• 申請日: 2021-01-08
• 公開（公告）號: CN112864633B
• 公開（公告）日: 2022-03-04
• 發明（設計）人: 鄧聯文;房曙光;羅衡;黃生祥
• 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: 北京風雅頌專利代理有限公司 11403
• 代理人: 劉文博

本發明涉及微波超材料吸波體領域，具體是一種基于超表面的寬帶微波吸收體，其包括依次設置的背板、介質板和超表面的貼片，介質板的厚度方向內設置電阻膜，電阻膜上沿厚度方向開設鏤空孔，貼片和鏤空孔的形狀選自十字形和H形中的一種，且貼片和鏤空孔的形狀不同。本發明不僅可以綜合十字形或H形超表面的貼片的多頻化及電阻膜的寬頻化的優勢，還具有吸收率高、厚度較小及制備簡單的優點，本發明通過超表面的貼片與電阻膜的復合，利用電阻膜的歐姆損耗機制，通過電磁諧振與電路諧振的協同作用，可以在保證“完美吸收”的基礎上進一步實現寬帶吸波。

技術領域

本發明涉及微波超材料吸波體領域，具體是一種基于超表面的寬帶微波吸收體。

背景技術

雷達隱身技術及吸波材料的研究一直處于現代重大軍事作戰發展的前沿。電磁超材料是由亞波長結構單元周期性排列組合而成的新型人工材料，由于具有不同于傳統材料的電磁特性，可以實現普通傳統材料所不能實現的功能，例如：隱身斗篷、全息成像等。電磁超材料的提出也為改善武器裝備隱身化提供了新思路。自2008年Landy等人設計出了“完美吸收”的超材料吸波體，以超表面為核心的吸波體結構設計引起了科研人員的廣泛關注。

“完美吸收”超材料吸波體的缺點是吸波帶寬極窄，應用場景受限，而適應寬帶吸收的超材料吸波體在軍事隱身、射頻微波電路及探測成像等方面都發揮著至關重要的作用。目前，常用的實現吸波體多頻及寬頻吸波的方法是將不同的諧振器模型進行垂直疊層、水平復合或加載集總元件。其中，垂直疊層會使吸波體的厚度較大，不便于應用；水平復合雖可有效實現多頻化，但其在雷達隱身技術最主要和最關鍵的1～20GHz工作頻段內寬帶吸波的效果不明顯；加載集總元件，會使吸波體加工復雜且成本較高。

發明內容

本發明要解決的技術問題是現有吸波體不便于制備、吸收頻帶較窄以及加工復雜成本較高，為了解決該問題，本發明提供一種基于超表面的寬帶微波吸收體，其結構簡單制備方便，且能夠展寬吸波頻帶。

本發明的內容為一種基于超表面的寬帶微波吸收體，包括依次設置的背板、介質板和超表面的貼片，介質板的厚度方向內設置電阻膜，電阻膜上沿厚度方向開設鏤空孔，貼片和鏤空孔的形狀選自十字形和H形中的一種，且貼片和鏤空孔的形狀不同。

進一步地，所述的背板和貼片的材質均為銅，介質板的材質為玻璃纖維環氧樹脂覆銅板。

進一步地，所述的背板、介質板和電阻膜的厚度方向投影相同。

進一步地，所述的背板、介質板和電阻膜均為邊長為18mm的正方形。

進一步地，所述的鏤空孔開設在電阻膜中部。

進一步地，所述的介質板由第一介質板和第二介質板構成，電阻膜貼合在第一介質板和第二介質板之間。

進一步地，所述的背板、介質板和貼片依次貼合。

進一步地，所述的十字形的貼片以及開設有H形鏤空孔的電阻膜均形成感性電路，H形的貼片以及開設有十字形鏤空孔的電阻膜均形成容性電路。

進一步地，所述的十字形和H形為分形圖形。

進一步地，所述的十字形為一階分形圖形，H形為二階分形圖形。

本發明的有益效果是，本發明不僅可以綜合十字形或H形超表面的貼片的多頻化及電阻膜的寬頻化的優勢，還具有吸收率高、厚度較小及制備簡單的優點，本發明通過超表面的貼片與電阻膜的復合，利用電阻膜的歐姆損耗機制，通過電磁諧振與電路諧振的協同作用，可以在保證“完美吸收”的基礎上進一步實現寬帶吸波。

附圖說明

附圖1為本發明的炸開結構示意圖；

附圖2為本發明的另一種炸開結構示意圖；

附圖3為本發明的H形各階分形示意圖；