[发明专利]一种吸波体单元、电磁吸波体及射频发射机在审

专利信息
申请号: 201711445456.9 申请日: 2017-12-27
公开(公告)号: CN107994352A 公开(公告)日: 2018-05-04
发明(设计)人: 刘晓昕;孙恒;卢浩;关巍巍;孟宪超;卜君祥;程彦汇;刘记朋;李承泽;何俊波;葛志雄;宋金来 申请(专利权)人: 北京航天飞腾装备技术有限责任公司
主分类号: H01Q17/00 分类号: H01Q17/00
代理公司: 中国航天科技专利中心11009 代理人: 范晓毅
地址: 100097 北京市海淀区*** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 一种 吸波体 单元 电磁 射频 发射机
【说明书】:

技术领域

发明属于微波天线工程技术领域,尤其涉及一种吸波体单元、电磁吸波体及射频发射机。

背景技术

一直以来,射频发射机的电磁泄露问题是阻碍发射机性能提升的关键难题。这个问题的产生是由于射频发射机电路板无法让射频信号百分百沿着信号线传输而毫无泄露,泄露到空间中的射频信号经过射频发射机结构的反射,有一部分又会重新传输到电路板上,与在电路板上传输的射频叠加,这就导致了电路板上射频信号被干扰,信噪比降低,最终降低了射频发射机的整体性能。为了提升射频发射机的性能,需要将泄露的射频信号处理掉,不让这些干扰信号回到电路板,我们可以通过在电路板周围放置电磁吸波体的方法将泄露射频信号吸收掉。

吸收体,又称吸波材料,指能吸收投射到它表面的电磁波能量的一类材料。在工程应用上,除要求吸波材料在较宽频带内对电磁波具有高的吸收率外,还要求它具有质量轻、耐温、耐湿、抗腐蚀等性能。传统的吸波体,诸如尖劈形材料、磁性吸收剂和Salisbury吸收屏等存在密度大,使用温度低或厚度较大等缺陷。

超材料是指一些具有天然材料所不具备的超常物理性质的人工复合结构或复合材料。以左手材料,光子晶体,频率选择表面为代表的超材料,在光学成像,小型化天线,电磁波隐形等领域有广泛的应用前景。而超材料吸波体由于其“薄、轻、强、带宽可调”等优势更是成为了当今吸波体研究的热点内容。

数年前,研制出一种超材料吸收体,对于入射到其表面的电磁波既不反射也不透射,达到电磁波完全吸收的科学标准。但该超材料吸收体仍存在一些问题:1、要求入射电磁波的电场的方向与谐振器铜线方向保持平行,以激励磁谐振。当电场方向与铜线垂直时,几乎不具有吸波性,即对入射电磁波极化方向敏感;2、吸波体单元尺寸较大,单元尺寸为工作波长的二分之一左右,在对尺寸要求严格的实际应用场合,无法满足要求。

此外,近些年以来,针对超材料吸波体的研究多在实验室中进行,目前市面上尚无相关产品问世。

发明内容

本发明的技术解决问题:克服现有技术的不足,提供一种吸波体单元、电磁吸波体及射频发射机,旨在解决传统超材料吸波体对入射电场波极化方向敏感和尺寸较大的问题。

为了解决上述技术问题,本发明公开了一种吸波体单元,包括:金属图案(1)、介质板(2)和铜箔(3);

金属图案(1)固定在介质板(2)的一面;铜箔(3)覆盖在介质板(2)的另一面;

金属图案(1)中心对称,金属图案(1)由四组相同的子图案(101)构成;

子图案(101)包括:关于对角线对称的二级子图案Ⅰ(1011)和二级子图案Ⅱ(1014)、以及二级子图案Ⅲ(1012)和二级子图案Ⅳ(1013);其中,二级子图案Ⅰ(1011)的长边长度为3.9~4.6mm、宽度为0.6mm;二级子图案Ⅲ(1012)的长边长度为4.7~5.1mm、宽度为0.6mm;二级子图案Ⅲ(1012)与二级子图案Ⅰ(1011)的夹角为39°~41°;二级子图案Ⅳ(1013)的长边长度为5.9mm,宽度为0.6mm。

在上述吸波体单元中,金属图案(1)材质为铜。

在上述吸波体单元中,金属图案(1)的厚度为0.035mm。

在上述吸波体单元中,介质板(2)为FR4介质板,介电常数为4.3,损耗角的正切值为0.025。

在上述吸波体单元中,所述介质板(2)的长为12mm,宽为12mm,高为1.6mm。

在上述吸波体单元中,铜箔(3)的厚度为0.035mm。

相应的,本发明还公开了一种电磁吸波体,包括:多个吸波体单元(100);

多个吸波体单元(100)周期性排布,构成电磁吸波体(200);

其中,吸波体单元(100),包括:金属图案(1)、介质板(2)和铜箔(3);

金属图案(1)固定在介质板(2)的一面;铜箔(3)覆盖在介质板(2)的另一面;

金属图案(1)固定在介质板(2)的一面;铜箔(3)覆盖在介质板(2)的另一面;

金属图案(1)中心对称,金属图案(1)由四组相同的子图案(101)构成;

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