[发明专利]一种基于领结型贴片的宽带吸波层结构

说明书

技术领域

本发明涉及吸波材料技术领域，具体涉及一种基于领结型贴片的宽带吸波层结构。

背景技术

雷达吸波材料一直都是世界各国研究的热点，在军用方面，通过减小军事单元的雷达散射截面可减小对方雷达的侦测范围(距离)，增加己方进攻的突然性，减小军事单元被发现被消灭的概率。民用方面则可以减小天线阵单元的耦合，增加天线单元的稳定性和可靠性[1,2]。一般而言，好的雷达吸波材料要求频带宽，剖面薄，机械强度高，吸波效率好。为此国际学者展开了大量的相关工作，根据各自需求设计出各种形式的吸波层。Enghetan于2002年首次年提出用Metamaterial来获得超薄超吸收材料的思想[3]，利用频率选择表面(Fss)实现吸波材料的设计，并得到了广泛的关注[4,5]，新加坡南洋理工大学沈忠祥教授[6-8]领导的小组研制了一批FSS及其衍生结构的吸波层设计，10dB带宽大致在80％左右。这类结构由于都是基于印刷电路板上，结构相对比较紧凑，机械强度强，加工制作容易，且相比于早期的Salisbury和Janmann吸波层，这类结构具有更宽的带宽和更薄的剖面。2008年，Landy等提出了一种基于周期性谐振单元的“完美吸波体”[9]，峰值处吸收率几乎达到100％，引起了研究人员的极大兴趣，随后多种吸波体被提出[10-12]，大多由具有一定图案的金属薄膜与介质基片形成电磁谐振器构成，具有厚度薄，吸收能力强的特点，但是通常吸收频带较窄。其原因在于，呈现谐振特性的周期单元一般Q值较高，对频率变化比较敏感，频点处可展示出优良特性，但是带宽受限，无法获得较宽带宽。

发明内容

解决上述技术问题，本发明提供了一种基于领结型贴片的宽带吸波层结构，根据周期结构尺寸的减小会使得高阶模成为衰减波并抑制其反射原理，采用减小整个矩形吸波单元尺寸的方式来限制矩形介质层的尺寸，有效抑制高阶模的空间传播。并在矩形介质层设计出领结型金属贴片，有效拓展了谐振频点处的带宽，设计出了一种宽带超薄型吸波层结构。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是，一种基于领结型贴片的宽带吸波层结构，包括金属底板、介质层和频率选择表面，所述介质层设置在金属底板上，所述频率选择表面设置在介质层上，所述频率选择表面由周期排列的多个矩形吸波单元构成，每一矩形吸波单元包括一矩形介质层，所述矩形介质层上设有一个领结型金属贴片。

进一步的，所述领结型金属贴片从中心向两侧通过四个斜边逐渐变宽，四个斜边各自横向延伸一短边，四短边另一侧通过两对平行边与两个宽边连接，形成领结型金属贴片结构。

进一步的，所述矩形吸波单元的长和宽分别为D_x和D_y，其中，D_x＝21mm，D_y＝45mm。这个尺寸能够有效限制矩形吸波单元的尺寸的大小，有利于制作优良的微波吸波屏。

进一步的，所述领结型金属贴片中心设有一缺口，所述缺口内连接一电阻器。通过电阻器来吸收频率选择表面的电磁波能量。

更进一步的，所述缺口宽度为1mm。

一种基于领结型贴片的宽带吸波层结构，包括金属底板、介质层和频率选择表面，所述介质层设置在金属底板上，所述频率选择表面设置在介质层上， 所述频率选择表面由周期排列的多个矩形吸波单元构成，每一矩形吸波单元包括一矩形介质层，所述矩形介质层上设有多个领结型金属贴片。

进一步的，多个领结型金属贴片的形状相同但大小不同，不同领结型金属贴片大小对于不同谐振频率。

更进一步的，所述领结型金属贴片个数为2个。

进一步的，每一所述领结型金属贴片从中心向两侧通过四个斜边逐渐变宽，四个斜边各自横向延伸一短边，四短边另一侧通过两对平行边与两个宽边连接，形成领结型金属贴片结构。

进一步的，所述矩形吸波单元的长和宽分别为D_x和D_y，其中，D_x＝21mm，D_y＝45mm。这个尺寸能够有效限制矩形吸波单元的尺寸的大小，有利于制作优良的微波吸波屏。

进一步的，每一所述领结型金属贴片中心设有一缺口，所述缺口内连接一电阻器。通过电阻器来吸收频率选择表面的电磁波能量。

更进一步的，所述缺口宽度为1mm。

本发明通过采用上述技术方案，与现有技术相比，具有如下优点：