[发明专利]一种基于超表面的宽带微波吸收体

说明书

本发明涉及微波超材料吸波体领域，具体是一种基于超表面的宽带微波吸收体，其包括依次设置的背板、介质板和超表面的贴片，介质板的厚度方向内设置电阻膜，电阻膜上沿厚度方向开设镂空孔，贴片和镂空孔的形状选自十字形和H形中的一种，且贴片和镂空孔的形状不同。本发明不仅可以综合十字形或H形超表面的贴片的多频化及电阻膜的宽频化的优势，还具有吸收率高、厚度较小及制备简单的优点，本发明通过超表面的贴片与电阻膜的复合，利用电阻膜的欧姆损耗机制，通过电磁谐振与电路谐振的协同作用，可以在保证“完美吸收”的基础上进一步实现宽带吸波。

技术领域

本发明涉及微波超材料吸波体领域，具体是一种基于超表面的宽带微波吸收体。

背景技术

雷达隐身技术及吸波材料的研究一直处于现代重大军事作战发展的前沿。电磁超材料是由亚波长结构单元周期性排列组合而成的新型人工材料，由于具有不同于传统材料的电磁特性，可以实现普通传统材料所不能实现的功能，例如：隐身斗篷、全息成像等。电磁超材料的提出也为改善武器装备隐身化提供了新思路。自2008年Landy等人设计出了“完美吸收”的超材料吸波体，以超表面为核心的吸波体结构设计引起了科研人员的广泛关注。

“完美吸收”超材料吸波体的缺点是吸波带宽极窄，应用场景受限，而适应宽带吸收的超材料吸波体在军事隐身、射频微波电路及探测成像等方面都发挥着至关重要的作用。目前，常用的实现吸波体多频及宽频吸波的方法是将不同的谐振器模型进行垂直叠层、水平复合或加载集总元件。其中，垂直叠层会使吸波体的厚度较大，不便于应用；水平复合虽可有效实现多频化，但其在雷达隐身技术最主要和最关键的1～20GHz工作频段内宽带吸波的效果不明显；加载集总元件，会使吸波体加工复杂且成本较高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是现有吸波体不便于制备、吸收频带较窄以及加工复杂成本较高，为了解决该问题，本发明提供一种基于超表面的宽带微波吸收体，其结构简单制备方便，且能够展宽吸波频带。

本发明的内容为一种基于超表面的宽带微波吸收体，包括依次设置的背板、介质板和超表面的贴片，介质板的厚度方向内设置电阻膜，电阻膜上沿厚度方向开设镂空孔，贴片和镂空孔的形状选自十字形和H形中的一种，且贴片和镂空孔的形状不同。

进一步地，所述的背板和贴片的材质均为铜，介质板的材质为玻璃纤维环氧树脂覆铜板。

进一步地，所述的背板、介质板和电阻膜的厚度方向投影相同。

进一步地，所述的背板、介质板和电阻膜均为边长为18mm的正方形。

进一步地，所述的镂空孔开设在电阻膜中部。

进一步地，所述的介质板由第一介质板和第二介质板构成，电阻膜贴合在第一介质板和第二介质板之间。

进一步地，所述的背板、介质板和贴片依次贴合。

进一步地，所述的十字形的贴片以及开设有H形镂空孔的电阻膜均形成感性电路，H形的贴片以及开设有十字形镂空孔的电阻膜均形成容性电路。

进一步地，所述的十字形和H形为分形图形。

进一步地，所述的十字形为一阶分形图形，H形为二阶分形图形。

本发明的有益效果是，本发明不仅可以综合十字形或H形超表面的贴片的多频化及电阻膜的宽频化的优势，还具有吸收率高、厚度较小及制备简单的优点，本发明通过超表面的贴片与电阻膜的复合，利用电阻膜的欧姆损耗机制，通过电磁谐振与电路谐振的协同作用，可以在保证“完美吸收”的基础上进一步实现宽带吸波。

附图说明

附图1为本发明的炸开结构示意图；

附图2为本发明的另一种炸开结构示意图；

附图3为本发明的H形各阶分形示意图；