[发明专利]一种利用磁导率近零超材料实现P波段智能可调完美吸波器的方法

说明书

本发明公开了一种利用磁导率近零超材料实现P波段的智能可调完美吸波器的方法，该方法可实现通过控制PIN管两端的电压来控制PIN管的工作状态，从而控制磁导率近零超材料的等效电磁参数，在P波段的不同频率实现完美吸波。同时使用了“内部通孔”和“火、地分面”的混合馈电方式，使得在不影响超材料单元的吸波性能的情况下给PIN管进行有效的馈电，从而实现了智能调节吸波频段的功能。本发明的优点是：可对P波段一定频率范围内实现完美吸波，并且可简单的调节电压来调节吸波器的工作频段，具有多场景应用的优势；馈电方式简便有效，可推广性大。重量轻、厚度薄(达到吸波工作波长1/70)，方便与其他材料进行复合。

技术领域：

本发明涉及一种利用磁导率近零超材料实现P波段智能可调完美吸波器的方法，属于无线信息传播领域，核心部分是通过电压控制PIN管的通断来改变磁导率近零超材料的有效工作结构，从而改变超材料的等效电磁参数，实现对完美吸波频率的调节；同时为了有效的给PIN管进行馈电，本发明采用了“内部通孔”连接和“火、地线分面”的混合馈电方式。

背景技术：

P波段电磁波在目前的军事探测领域应用非常广泛，但由于P波段的波长较长，针对该波段吸波器一般厚重，导致实际应用的局限性很大。人工电磁超材料是通过人工设计的周期结构，具有可设计的电磁波反射和透射特性，在吸收电磁波方向有着重要的应用价值。磁导率近零的超材料是一种人工设计的周期结构，其具备在某些频段的等效磁导率实部趋于0的特殊电磁性能，将这种材料应用于吸波器设计可以获得一种厚度远远小于吸波工作波长的吸波结构(几十分之一至百分之一工作波长)。从而可以凭借毫米尺度的厚度，实现对P波段电磁波完美吸收的效果。在实际应用中，由于应用场景时刻都能发生变化，所以设计一种智能可调的吸波器很有必要。可调吸波器的设计一般可借助PIN管等电可调元器件实现。通过控制元器件的馈电电压来对加载元件的超材料结构单元的等效电磁参数进行调控，从而对基于超材料设计的吸波器的吸波性能如吸波频段、吸波强度、吸波极化等进行智能调控，最终实现在不同场景下的应用。在设计过程中，如何在不影响超材料单元结构本身电磁性能的情况下，给元器件进行有效馈电也是一项关键技术。因此，设计一种轻薄且智能可调的P波段吸波器具有很大的挑战性和必要性。本专利基于磁导率近零超材料相干相消的吸波原理，提出了一种智能可调的针对P波段关键频段的吸波器结构，并为了实现给PIN管进行有效馈电，采用了“内部通孔”连接和“火、地线分面”的混合馈电方式。

发明内容：

发明目的：本发明提出一种基于磁导率近零超材料实现P波段智能可调完美吸波的方法，只需通过控制PIN管两端加载的电压来控制PIN管的通断，就可实现控制吸波器完美吸波的频段，能够实现智能调节的功能，可以应对复杂应用环境的多种应用需求，从而节省研究和制造的成本。