[发明专利]一种透波/隐身一体化超材料结构

说明书

本发明提供一种透波/隐身一体化超材料结构，所述超材料结构由四层子结构组成，其中，所述四层子结构中，由上至下第一层子结构为第一介质层，第二层子结构为具有特定方阻的电阻浆料形成的周期结构，第三层子结构为第二介质层，第四层子结构为FSS微结构,所述第二层子结构印制在所述第一介质层上或所述第二介质层上，所述第四层子结构复合在所述第二介质层上。本发明通过对超材料结构的各层子结构进行设计、组合并对子结构之间的比例关系进行调整匹配实现了超材料结构在X波段内透波、低频强隐身特性，改善了采用金属结构频率选择表面类透波结构带来的自身反射问题；本发明的超材料结构可应用于天线罩、天线窗等各类透波结构，应用范围广泛。

技术领域

本发明提供一种透波/隐身一体化超材料结构，属于电磁场与微波技术领域。

背景技术

随着现代雷达探测技术的不断发展进步，雷达的探测距离和探测精度不断提高，极大的削弱武器装备的战场生存能力和突防能力，为了应对这一变化，武器装备的强隐身设计越来越受到关注。超材料技术由于其在电磁调控方面独特的功能优势在隐身领域得到广泛应用。应用最早也最广泛的是频率选择表面超材料技术，频率选择表面是一种空间电磁波滤波结构，通过周期排布的金属单元结构形成特定频率电磁波下的电磁谐振，使得该频段电磁波能够选择性的透过或反射，从而在保证己方雷达正常工作的同时减小特定频段雷达散射截面积。

但是随着对装备隐身及抗干扰性能要求的不断提高，金属结构的频率选择表面本身的反射影响变得不能忽略，特别是对于一些非低RCS外形目标的隐身设计，该技术难以满足需求；另外，传统的涂覆型或结构型吸波材料通常需要贴覆于纯金属的底板，无法满足透波需求。基于此，需要设计性能更加优异的透波/隐身一体化超材料结构。

发明内容

在下文中给出关于本发明的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分，也不是意图限定本发明的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种透波/隐身一体化超材料结构，本发明提供的超材料结构克服了金属化频率选择表面自身反射的技术难题，且所述的超材料结构在X波段内具有对电磁波的高透过性，同时在低频段内具有强的隐身性能。

本发明的技术解决方案：

一方面，本发明提供一种透波/隐身一体化超材料结构，所述超材料结构由四层子结构组成，其中，所述四层子结构中，由上至下第一层子结构为第一介质层，第二层子结构为具有特定方阻的电阻浆料形成的周期结构，第三层子结构为第二介质层，第四层子结构为FSS微结构,所述第二层子结构印制在所述第一介质层上或所述第二介质层上，所述第四层子结构复合在所述第二介质层上。

进一步地，所述第一介质层和所述第二介质层的材质可以相同或不同；所述的第一介质层或第二介质层为单一介质材料或复合材料；

进一步地，所述第二层子结构由采用丝网印刷工艺将所述具有特定方阻的浆料印制于所述第一介质层上或第二介质层上制得；

进一步地，所述具有特定方阻的电阻浆料形成的周期结构中，所述特定方阻浆料构成正六边形贴片单元，所述正六边形贴片单元采用蜂窝型栅格周期排列，且所述正六边形贴片单元与蜂窝栅格共对称中心；

进一步地，所述FSS微结构为周期排布的金属微结构层，具体为通过掩膜刻蚀工艺在聚酰亚胺薄膜上形成的金属微结构层，所述金属微结构层通过粘接等方式复合在所述第二介质层上；

进一步地，所述FSS微结构的结构单元为正多边形环与该正多边形环内部的三角形贴片组复合而成，其中，所述的三角形贴片组由多个相同的等腰三角形贴片组成，其中，所述多个相同的等腰三角形贴片的顶点相交于一点，且任意相邻等腰三角形之间的夹角均相等；