[發明專利]一種超小型化的2.5維吸透一體化頻選吸波器

有效

• 申請號: 202110593002.6
• 申請日: 2021-05-28
• 公開（公告）號: CN113451781B
• 公開（公告）日: 2022-07-08
• 發明（設計）人: 吳邊;陳彪;吳楠;陳亮;趙雨桐
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學;中國艦船研究設計中心
• 主分類號: H01Q15/00
• 分類號: H01Q15/00;H01Q17/00;H01C7/00
• 代理公司: 西安嘉思特知識產權代理事務所(普通合伙) 61230
• 代理人: 劉長春

本發明涉及一種超小型化的2.5維吸透一體化頻選吸波器，包括若干連續周期性排列的超材料單元，超材料單元包括自上而下依次層疊設置的頂層諧振層、第一介質層、第二介質層、第三介質層和底層諧振層，頂層諧振層包括第一金屬貼片單元、薄膜電阻和4個第二金屬貼片單元；第一介質層的底部設置有4個第三金屬貼片單元，每一個第三金屬貼片單元通過金屬化通孔與第二金屬貼片單元對應連接，底層諧振層上設置有鏤空結構。本發明的2.5維吸透一體化頻選吸波器，采用石墨烯薄膜代替集總電阻，便于平面集成化和批量化生產，利用折疊形金屬條帶與通孔結合的設計，做到結構超小型化，抑制了柵瓣的出現，降低斜入射下的雙站RCS，提高了斜入射隱身性能。

技術領域

本發明屬于天線隱身技術領域，具體涉及一種超小型化的2.5維吸透一體化頻選吸波器。

背景技術

天線罩是安裝在各種武器、飛行器上的雷達天線等電磁設備外部，保護內部系統不受外部電磁干擾的保護罩，與此同時天線罩也提供了透波窗口以保證天線罩內部的各式雷達天線可以正常發射和接收電磁信號。

隨著天線隱身技術的飛速發展，天線罩的功能要求也越來越高，加載FSS型的天線罩成為了研究熱點，FSS是由大量周期性排列、具有相同形狀的金屬貼片單元或縫隙所組成的二維結構。當入射電磁波頻率在單元的諧振頻率上時，FSS呈現出全反射(貼片型)或全透射(孔徑型)的特性，而其他頻率的電磁波可透過FSS(貼片型)或被全反射(孔徑型)?；趲‵SS的天線罩可以實現帶內透波、帶外全反射，但是，這種隱身手段不能實現雙基站或多基站探測的隱身，要實現全方位的天線隱身，關鍵在于不能反射帶外電磁波，而要損耗帶外電磁波，因此吸透一體化吸波器被提出了。

近年來，眾多研究學者提出了大量的寬帶、低剖面、柔性、多功能的吸透一體化吸波器，為國內天線隱身技術的發展提供了堅實的理論基礎和設計實例，但都有各自存在的問題，例如：Jianjun Jiang團隊提出兩種雙損耗層的吸透一體化吸波器，這種設計可以提升吸波帶寬，但是代價是結構周期的提升，兩種設計的周期分別是20毫米和40毫米，這種周期大的結構的后果是會在斜入射下出現柵瓣，柵瓣會導致雙站RCS的上升。而且周期為40毫米的吸透一體吸波器在正入射下就會產生柵瓣，嚴重影響隱身性能。Shaobin Liu團隊提出一種寬透波帶的吸透一體化吸波器，但該結構引入了集總電阻，提高了工藝復雜度，非常不利于平面集成化和批量化生產，同時，集總電阻型在高頻引用受限，不利于該結構的思路在高頻處的應用。

發明內容

為了解決現有技術中存在的上述問題，本發明提供了一種超小型化的2.5維吸透一體化頻選吸波器。本發明要解決的技術問題通過以下技術方案實現：

本發明提供了一種超小型化的2.5維吸透一體化頻選吸波器，包括若干連續周期性排列的超材料單元，所述超材料單元包括自上而下依次層疊設置的頂層諧振層、第一介質層、第二介質層、第三介質層和底層諧振層，所述頂層諧振層包括第一金屬貼片單元、薄膜電阻和4個第二金屬貼片單元，其中，

所述第一金屬貼片單元為正方形，所述薄膜電阻為十字形結構，所述薄膜電阻將所述第一金屬貼片單元分隔成4個大小相等的三角形金屬貼片，所述薄膜電阻與4個所述三角形金屬貼片形成正方形結構；

所述第二金屬貼片單元與所述三角形金屬貼片一一對應連接，4個所述第二金屬貼片單元形成中心對稱圖形，其對稱中心為所述薄膜電阻的中心；

所述第二金屬貼片單元包括依次連接的第一折疊形金屬條帶、第一圓形金屬貼片、第二折疊形金屬條帶和第二圓形金屬貼片，所述第一折疊形金屬條帶的一端連接所述三角形金屬貼片的底邊中點，所述第一圓形金屬貼片和所述第二圓形金屬貼片的圓心均位于所述三角形金屬貼片的對稱軸的延長線上；

所述第一介質層的底部設置有4個第三金屬貼片單元，4個所述第三金屬貼片單元分別與所述第一介質層底面的四邊對應平行設置，每一個所述第三金屬貼片單元通過貫穿所述第一介質層的金屬化通孔與對應的-所述第二金屬貼片單元連接；