[发明专利]一种基于缝隙梯形结构的宽带超材料吸波体

说明书

本发明公开了一种基于缝隙梯形结构的宽带超材料吸波体，该超材料吸波体采用金属‑介质‑金属的“三明治结构”，包括金属反射板、两块介质基板、金属图案层和贴片电阻。两块介质基板相互粘接共同构成超材料吸波体的介质层，金属反射板覆在介质层下表面，金属图案层覆在介质层上表面，贴片电阻焊接在金属图案层上；超材料吸波体单元的金属图案为中心对称的4个等腰梯形结构，梯形下底靠近且平行于单元的介质边界，缝隙沿梯形对称轴开缝并贯通梯形上下底，具有结构简单、极化方向不敏感、入射角度不敏感、超薄、吸波频带宽的优点。

技术领域

本发明涉及超材料吸波体技术领域，具体涉及一种基于缝隙梯形结构的宽带超材料吸波体。

背景技术

随着电子技术和通信产业的快速发展，各种先进的侦察系统与精确打击系统陆续出现，面对日益激烈的电子信息对抗和错综复杂的现代战争环境，各电子平台对隐身的要求越来越高，隐身技术越来越受到关注。其中，材料隐身是指利用吸波材料来吸收探测电磁波的一种隐身技术，是目前最重要的隐身途径。电磁超材料由于其奇异、可调控的电磁效应成为吸波材料领域研究的热点。

电磁超材料是指人们依据电磁理论设计出来的具有某种电响应或者磁响应的人工材料，其由亚波长结构单元按周期或有规律的非周期的方式排列组合而成，可以呈现出自然界不存在的“特异”性质。经历了近二十年的发展，从最初的左手材料、完美透镜、隐身斗篷等早期应用研究到当下备受瞩目的相位梯度超表面、可编码超材料等新概念，超材料已不仅仅是一种新型材料形态，更代表了一种全新的材料设计理念。在超材料早期研究中，由于谐振结构产生的高损耗曾为超材料在潜在应用上带来很大难题，这反而成为超材料吸波体的优势。2008年Landy等人首次提出利用超材料的电磁耦合特性的完美超材料吸波体，仿真结果表明该结构在11.65GHz的吸波率高达99％，实现了在微波频段的完美吸波，其不受传统吸波厚度的限制，尺寸较小，但存在频带窄、极化敏感、角度敏感、调控不灵活等不足。之后，研究人员在多频及宽频带、极化和角度不敏感、可调谐等方面进行了大量有益的研究，拓宽了超材料吸波体的应用范围，其中宽带超材料吸波体将在隐身、探测和成像等领域具有可观的应用价值。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种基于缝隙梯形结构的宽带超材料吸波体，具有结构简单、极化方向不敏感、入射角度不敏感、超薄、吸波频带宽等优点。

一种宽带超材料吸波体，包括：金属贴片(1)、贴片电阻(2)、第一介质基板(3)、第二介质基板(4)以及金属反射板(5)；

金属贴片(1)覆着在第一介质基板(3)的上表面，金属反射板(5)覆着在第二介质基板(4)的下表面，第一介质基板(3)的下表面和第二介质基板(4)的上表面固接；

金属贴片(1)为4个中心对称的等腰梯形贴片组成的结构，等腰梯形下底靠近且平行于第一介质基板(3)边界，相邻等腰梯形贴片之间留有缝隙；每个等腰梯形贴片沿着梯形对称轴开有贯通上、下底的缝隙；

所述贴片电阻(2)焊于相邻两个等腰梯形贴片之间的缝隙中，并连接两个等腰梯形贴片。

较佳的，所述贴片电阻(2)焊盘位于梯形的腰上，焊点位于距离上底的3/7处。

较佳的，所述金属贴片(1)为厚度是0.035mm的铜箔。

较佳的，所述介质基板(3)为介电常数是2.2的F4B板材，厚度为0.25mm。

较佳的，所述介质基板(4)为介电常数是1.046的PMI泡沫，厚度为2.5mm。

较佳的，所述金属反射板(5)为厚度1mm的铜板。

较佳的，当等腰梯形贴片尺寸线性变化时，通过调节贴片电阻(2)和第一介质基板(3)、第二介质基板(4)厚度，使得所述吸波体的吸波频带呈线性变化。

本发明具有如下有益效果：