[发明专利]具有角度与极化不敏感性的宽带超材料吸波结构

说明书

本申请公开了具有角度与极化不敏感性的宽带超材料吸波结构，吸波结构包括由上至下依次贴设的金属贴片单元、介质基板和下层金属地板，金属贴片单元，包括：多个扇形贴片和一个正多边形贴片；正多边形贴片设置于介质基板的中心处，其中，正多边形贴片为正八边形；扇形贴片呈圆形、等间距的分布于正多边形贴片的外侧，扇形贴片的圆心位于正多边形贴片的顶点上。通过本申请中的技术方案，设计一种具有角度和极化不敏感性的宽带超材料吸波结构，该吸波结构应用于天线，在宽频带范围内，具有优秀的吸波性能，并且在不同的入射极化方向和入射角度下，都能保证天线性能的稳定。

技术领域

本申请涉及天线的技术领域，具体而言，涉及具有角度与极化不敏感性的宽带超材料吸波结构。

背景技术

超材料是指一些具有天然材料所不具备的、超常物理性质的、人工复合结构或复合材料。通过在材料的关键物理尺度上，进行结构有序设计，可以突破某些自然规律的限制，从而获得超出自然界常规材料所固有的普通物理性质的功能。

随着人们对电磁超材料的关注度逐渐升高，对它的科研进展也逐渐加快。电磁超材料能够使入射到材料的相应频带内的电磁波的电磁分量耦合，从而近乎百分之百的吸收入射电磁波，可以应用于测辐射热仪、电磁隐身、热发射等领域，电磁超材料还能够有效的减小如电磁炉，微波炉，微波理疗仪等电子产品的电磁泄漏现象，从而避免热效应、非热效应、累积效应等由于电磁辐射产生不良现象对人体造成伤害和电磁污染。

而现有技术中，已经将电磁超材料应用于天线的吸波结构，以提高天线性能，特别是增强天线的定向性。在实际应用中，低剖面和宽频带是天线中的两个重要的性能参数。虽然研究人员提出了很多技术和方法来提升天线的工作带宽，例如多谐振结构、集中元件加载和多层结构等，但是，在不同极化方向和入射角度，天线的吸波率和带宽的变化剧烈。因此，设计一种具有角度和极化不敏感性的宽带吸波结构，在天线领域中具有重要的实际应用价值。

发明内容

本申请的目的在于：设计一种具有角度和极化不敏感性的宽带超材料吸波结构，该吸波结构应用于天线，在宽频带范围内，具有优秀的吸波性能，并且在不同的入射极化方向和入射角度下，都能保证天线性能的稳定。

本申请第一方面的技术方案是：提供了具有角度与极化不敏感性的宽带超材料吸波结构，吸波结构包括由上至下依次贴设的金属贴片单元、介质基板和下层金属地板，金属贴片单元，包括：多个扇形贴片和一个正多边形贴片；正多边形贴片设置于介质基板的中心处，其中，正多边形贴片为正八边形；扇形贴片呈圆形、等间距的分布于正多边形贴片的外侧，扇形贴片的圆心位于正多边形贴片的顶点上。

上述任一项技术方案中，进一步地，金属贴片单元，还包括：加载电阻和加载电容；加载电阻和加载电容设置于相邻的两个扇形贴片之间，其中，加载电阻设置于金属贴片单元内侧的边缘，加载电容设置于加载电阻的内侧。

上述任一项技术方案中，进一步地，加载电阻和加载电容为边长相等的正方形，加载电阻的第一距离x1为加载电容的第二距离x2的一半，其中，第一距离x1为加载电阻的外边缘与金属贴片单元边缘之间的距离，第二距离x2为加载电容的外边缘与金属贴片单元边缘之间的距离。

上述任一项技术方案中，进一步地，根据预设屏蔽波段参数和吸波率计算公式，计算加载电阻R和加载电容C1的取值，其中，吸波率计算公式为：

Y_in＝Y₁+Y_A