[发明专利]多值电阻集成的超构宽带光学透明微波吸波器件

说明书

本发明公开了多值电阻集成的超构宽带光学透明微波吸波器件，属于电磁隐身技术领域，由下到上依次包括导电面、基板及上层面，所述上层面为由内环电阻和外环电阻组成的回字形薄层，外环电阻位于内环电阻的外圈，所述内环电阻、外环电阻及下层面的导电面均为导电金属网格回路。本发明利用混合式电路印刷技术在基板的同一平面上做不同阻值的回路，增加了平面内的结构自由度，从而相当于增加了等效电路的复杂性，实现了在保持吸波带宽满足需求的情况下使整个器件的厚度大大降低的目的。本发明提出的光学透明的宽带超构材料微波吸波器，通过使用混合式电路印刷技术，在实验中实现了89％的透光率和0.07波长的厚度。

技术领域

本发明属于电磁隐身技术领域，具体涉及利用透明金属导电网格和透明基板构成微波吸波器件，并通过混合式电路印刷技术在同一基板平面上做不同阻值的电阻条带，从而实现光学透明宽带微波吸波的吸波器件。

技术背景

光学透明的超构材料吸波器件由于其能够进行电磁波吸波的同时还能透过可见光，因此已经被应用在很多领域，如电磁屏蔽，电磁干扰保护。均匀的透明导电材料，如氧化铟锡(ITO)和石墨烯，因为其能同时具有高透光率和微波导电能力，故促进了透明吸波器件的实现。

在需要光学透明吸波器件的应用场合，所要求的器件性能为高透光率和宽带吸波。目前，由于用于实现光学透明微波吸波器件的导电材料，比如氧化铟锡(ITO)和石墨烯等均匀的透明导电材料，只要沉积在基板上，则在一个平面内的材料的方块电阻阻值就只能为单一的阻值，所以研究人员就通过增加器件的纵深方向的结构自由度从而增加器件的吸波带宽，比如有的堆叠多层薄层电阻，有的加入多层电介质间隔物/空腔。吸波器件本身可等效成具有多个电容、电感和电阻的等效电路，不论怎么做，都是为了增加结构自由度，相当于增加等效电路的结构复杂性，达到宽带吸波的目的。然而，通过增加器件的纵深方向结构的自由度虽然达到了宽带吸波的目的，但同时也影响了器件的透光率，并使整体结构不紧凑。

发明内容

针对现有透明微波吸波器件设计的不足，本发明要解决的技术问题是：提供一种以单层石英玻璃为基板，在基板的同一平面内集成多值薄层电阻的光学透明微波吸波器件，从而在不增加器件纵深方向结构自由度的情况下，增加平面内的结构自由度，使得同样增加器件等效电路的结构复杂性，实现宽带吸波的性能。本发明以线宽为1-10um的金属网格作为光学透明导电材料，金属线本身具有体电阻，做成平面网格结构后，可等效成面电阻。本发明利用混合式电路印刷技术在基板的同一平面上做不同阻值的回路，增加了平面内的结构自由度，从而相当于增加了等效电路的复杂性，实现了在保持吸波带宽满足需求的情况下使整个器件的厚度大大降低的目的。本发明提出的光学透明的宽带超构材料微波吸波器，通过使用混合式电路印刷技术，在实验中实现了89％的透光率和0.07波长的厚度。

本发明通过如下技术方案实现：

一种多值电阻集成的超构宽带光学透明微波吸波器件，由下到上依次包括导电面3、基板4及上层面，所述上层面为由内环电阻1和外环电阻2组成的回字形薄层，外环电阻2位于内环电阻1的外圈，所述内环电阻1、外环电阻2及下层面的导电面3均为导电金属网格回路。

进一步地，所述内环电阻1、外环电阻2及导电面3的金属网格均由纳米银颗粒经烧结后的金属线组成，所述金属线的线宽为1-10um。

进一步地，所述内环电阻1的方块电阻为20-30Ω/口，外环电阻2的方块电阻为5-15Ω/口，导电面3的方块电阻为1-10Ω/口。

进一步地，所述基板4为光学透明石英玻璃，透光率93％，厚度为1-5mm。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

(1)、利用金属网格构成电阻回路，大大增加了器件的透光率。

(2)、在同一基板的同一平面上集成多阻值薄层电阻，增加了吸波器件等效电路的灵活性，使得在保证吸波带宽的情况下大大减少了器件的厚度。