[发明专利]基于PIN二极管有源频率选择表面可调的结构吸波材料

说明书

技术领域

本发明属于结构吸波材料领域，更具体地，涉及一种基于PIN（PositiveIntrinsic Negative）二极管有源频率选择表面可调的结构吸波材料。

背景技术

吸波材料已开始应用于飞机、导弹等武器平台的隐身设计。传统铁氧体、金属微粉、多晶铁纤维等吸波涂层，由于密度大、维护成本高及难以实现宽频带吸收等，因而在具体应用中具有一定的限制。

结构吸波材料由于可实现吸波承载一体化，因而更适用于飞机、导弹等武器平台的一体化设计。基于超材料的结构吸波材料，由于其只能在对应的一个或多个谐振频率点进行强吸收，因而难以实现宽频带吸收效果。基于碳膜、电阻膜等图形化结构吸波材料虽然能实现宽频带吸收，但是其碳膜和电阻膜对应的电阻值难以精确控制，其制作工艺复杂，成本高。基于电阻加载的频率选择表面结构吸波材料具有制作方便及成本低的优点，具有较好的应用前景，但无法实现吸波性能的动态调节。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于一种基于PIN二极管有源频率选择表面可调的结构吸波材料，旨在解决现有的结构吸波材料不能实现吸波性能的动态调节的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于PIN二极管有源频率选择表面可调的结构吸波材料，包括多个阵列排布的吸波结构单元，每两个吸波结构单元之间通过连接线连接；每一个吸波结构单元包括：底层、附着于所述底层上的中间层以及附着于所述中间层上的表面层，所述表面层由贴片型频率选择表面和PIN二极管组成，所述贴片型频率选择表面的形貌为偶极子图案，所述PIN二极管焊接于所述偶极子图案正中间。

更进一步地，所述偶极子图案为蝴蝶结形状。

更进一步地，所述蝴蝶结形状图案以PIN二极管为中心分成两部分，一部分为等腰梯形和第一矩形连接组成，另一部分为半圆形和第二矩形连接组成；所述等腰梯形的下底边与所述第一矩形的长边连接，所述半圆形的直径边与所述第二矩形的长边连接，所述PIN二极管与所述等腰梯形的上底边中间和所述半圆形的弧中间连接。

更进一步地，连接线用于连接相邻的两个吸波结构单元，连接线位置为从一个吸波结构单元中第一矩形的中间引出并连接到另一个吸波结构单元中第二矩形的中间。

更进一步地，所述底层为金属基板，所述中间层为介质隔离板。

更进一步地，贴片型频率选择表面包括衬底和附着于所述衬底上的金属涂覆层，所述衬底采用有机高聚物或无机陶瓷基底。

更进一步地，在衬底上涂覆的金属为铜。

更进一步地，所述PIN二极管为贴片型PIN二极管。

本发明采用PIN二极管加载的有源频率选择表面设计来制作吸波性能可调的结构吸波材料，可动态调节工作状态的PIN二极管，可主动调节结构吸波材料的吸波性能；同时该结构吸波材料具有厚度薄、质量轻、吸收频带宽的特点。

附图说明

图1是本发明实施例提供的基于PIN二极管有源频率选择表面可调的结构吸波材料中一个吸波结构单元的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的基于PIN二极管有源频率选择表面可调的结构吸波材料中有源频率选择表面的单元排列方式的示意图；

图3是是本发明实施例提供的基于PIN二极管有源频率选择表面可调的结构吸波材料的反射率测试效果曲线图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明属于含有源频率选择表面的结构吸波材料，采用PIN二极管加载的有源频率选择表面设计来制作吸波性能可调的结构吸波材料，可动态调节工作状态的PIN二极管，可主动调节结构吸波材料的吸波性能；同时该结构吸波材料具有厚度薄、质量轻、吸收频带宽的特点。

本发明实施例提供的基于PIN二极管有源频率选择表面可调的结构吸波材料包括多个阵列排布的吸波结构单元，每两个吸波结构单元之间通过连接线连接；如图1所示，每一个吸波结构单元包括：底层3、附着于底层3上的中间层2以及附着于中间层2上的表面层1，表面层1由贴片型频率选择表面和PIN二极管5组成，其中贴片型频率选择表面的形貌为偶极子图案4，PIN二极管5焊接于偶极子图案4的正中间。