[發(fā)明專利]一種基于縫隙梯形結(jié)構(gòu)的寬帶超材料吸波體

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110077504.3
• 申請(qǐng)日: 2021-01-20
• 公開（公告）號(hào): CN112928483B
• 公開（公告）日: 2022-05-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 任武;胡瑞欣;李偉明;薛正輝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京理工大學(xué)
• 主分類號(hào): H01Q15/00
• 分類號(hào): H01Q15/00;H01Q17/00;H01Q15/14
• 代理公司: 北京理工大學(xué)專利中心 11120
• 代理人: 李微微

本發(fā)明公開了一種基于縫隙梯形結(jié)構(gòu)的寬帶超材料吸波體，該超材料吸波體采用金屬?介質(zhì)?金屬的“三明治結(jié)構(gòu)”，包括金屬反射板、兩塊介質(zhì)基板、金屬圖案層和貼片電阻。兩塊介質(zhì)基板相互粘接共同構(gòu)成超材料吸波體的介質(zhì)層，金屬反射板覆在介質(zhì)層下表面，金屬圖案層覆在介質(zhì)層上表面，貼片電阻焊接在金屬圖案層上；超材料吸波體單元的金屬圖案為中心對(duì)稱的4個(gè)等腰梯形結(jié)構(gòu)，梯形下底靠近且平行于單元的介質(zhì)邊界，縫隙沿梯形對(duì)稱軸開縫并貫通梯形上下底，具有結(jié)構(gòu)簡單、極化方向不敏感、入射角度不敏感、超薄、吸波頻帶寬的優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及超材料吸波體技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于縫隙梯形結(jié)構(gòu)的寬帶超材料吸波體。

背景技術(shù)

隨著電子技術(shù)和通信產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，各種先進(jìn)的偵察系統(tǒng)與精確打擊系統(tǒng)陸續(xù)出現(xiàn)，面對(duì)日益激烈的電子信息對(duì)抗和錯(cuò)綜復(fù)雜的現(xiàn)代戰(zhàn)爭環(huán)境，各電子平臺(tái)對(duì)隱身的要求越來越高，隱身技術(shù)越來越受到關(guān)注。其中，材料隱身是指利用吸波材料來吸收探測電磁波的一種隱身技術(shù)，是目前最重要的隱身途徑。電磁超材料由于其奇異、可調(diào)控的電磁效應(yīng)成為吸波材料領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。

電磁超材料是指人們依據(jù)電磁理論設(shè)計(jì)出來的具有某種電響應(yīng)或者磁響應(yīng)的人工材料，其由亞波長結(jié)構(gòu)單元按周期或有規(guī)律的非周期的方式排列組合而成，可以呈現(xiàn)出自然界不存在的“特異”性質(zhì)。經(jīng)歷了近二十年的發(fā)展，從最初的左手材料、完美透鏡、隱身斗篷等早期應(yīng)用研究到當(dāng)下備受矚目的相位梯度超表面、可編碼超材料等新概念，超材料已不僅僅是一種新型材料形態(tài)，更代表了一種全新的材料設(shè)計(jì)理念。在超材料早期研究中，由于諧振結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的高損耗曾為超材料在潛在應(yīng)用上帶來很大難題，這反而成為超材料吸波體的優(yōu)勢。2008年Landy等人首次提出利用超材料的電磁耦合特性的完美超材料吸波體，仿真結(jié)果表明該結(jié)構(gòu)在11.65GHz的吸波率高達(dá)99％，實(shí)現(xiàn)了在微波頻段的完美吸波，其不受傳統(tǒng)吸波厚度的限制，尺寸較小，但存在頻帶窄、極化敏感、角度敏感、調(diào)控不靈活等不足。之后，研究人員在多頻及寬頻帶、極化和角度不敏感、可調(diào)諧等方面進(jìn)行了大量有益的研究，拓寬了超材料吸波體的應(yīng)用范圍，其中寬帶超材料吸波體將在隱身、探測和成像等領(lǐng)域具有可觀的應(yīng)用價(jià)值。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提供了一種基于縫隙梯形結(jié)構(gòu)的寬帶超材料吸波體，具有結(jié)構(gòu)簡單、極化方向不敏感、入射角度不敏感、超薄、吸波頻帶寬等優(yōu)點(diǎn)。

一種寬帶超材料吸波體，包括：金屬貼片(1)、貼片電阻(2)、第一介質(zhì)基板(3)、第二介質(zhì)基板(4)以及金屬反射板(5)；

金屬貼片(1)覆著在第一介質(zhì)基板(3)的上表面，金屬反射板(5)覆著在第二介質(zhì)基板(4)的下表面，第一介質(zhì)基板(3)的下表面和第二介質(zhì)基板(4)的上表面固接；

金屬貼片(1)為4個(gè)中心對(duì)稱的等腰梯形貼片組成的結(jié)構(gòu)，等腰梯形下底靠近且平行于第一介質(zhì)基板(3)邊界，相鄰等腰梯形貼片之間留有縫隙；每個(gè)等腰梯形貼片沿著梯形對(duì)稱軸開有貫通上、下底的縫隙；

所述貼片電阻(2)焊于相鄰兩個(gè)等腰梯形貼片之間的縫隙中，并連接兩個(gè)等腰梯形貼片。

較佳的，所述貼片電阻(2)焊盤位于梯形的腰上，焊點(diǎn)位于距離上底的3/7處。

較佳的，所述金屬貼片(1)為厚度是0.035mm的銅箔。

較佳的，所述介質(zhì)基板(3)為介電常數(shù)是2.2的F4B板材，厚度為0.25mm。

較佳的，所述介質(zhì)基板(4)為介電常數(shù)是1.046的PMI泡沫，厚度為2.5mm。

較佳的，所述金屬反射板(5)為厚度1mm的銅板。

較佳的，當(dāng)?shù)妊菪钨N片尺寸線性變化時(shí)，通過調(diào)節(jié)貼片電阻(2)和第一介質(zhì)基板(3)、第二介質(zhì)基板(4)厚度，使得所述吸波體的吸波頻帶呈線性變化。

本發(fā)明具有如下有益效果：