[发明专利]一种用于飞行器可视窗的宽频超薄吸波超材料

说明书

本发明公开了一种用于飞行器可视窗的宽频超薄吸波超材料，本发明利用透明材料作为介质层，并在介质层两侧设置单层双面超材料结构，利用超材料结构实现阻抗匹配，增加入射波，同时通过超材料结构上下层之间产生耦合，以实现电路损耗，最终得到透光性良好的宽频超薄吸波超材料，从而满足飞行器等可视窗口的需求，另外本发明的宽频超薄吸波超材料可以同时降低吸波材料厚度并提高频率吸收范围。

技术领域

本发明涉及材料技术领域，特别是涉及一种用于飞行器可视窗的宽频超薄吸波超材料。

背景技术

随着超宽带、超视距雷达科技水平的迅猛发展，雷达目标的存活，突防等能力己受到严重的威胁。为了迅速提高雷达目标的低可探测性，人们已就各种目标隐身技术进行了深入探讨和研究。实现隐身的关键就是最大程度地降低 RCS。目前降低RCS主要有三种基本的途径：直接吸收入射波，抵消由目标产生的电磁场和引导入射波绕着目标传播。直接吸收入射电磁波是目标隐身中最基本也是应用最为广泛的方法。吸波材料是具有吸收入射电磁波、降低目标回波强度的一类功能材料。

吸波技术是指以电磁波在介质中的传输线理论为基础，同时应满足吸收电磁波的2个基本要求：一是入射电磁波最大限度地进入材料内部，而不在表面反射，即要求与材料表面阻抗匹配；二是进入材料内部的电磁波能最大限度地被吸收而衰减，即材料的衰减特性。现有研究涉及的传统吸波材料主要有铁氧体、羰基铁、碳材料等，而这些材料共同的缺点是不透明，这就限制了它们在有透光率要求装甲车辆、舰船、飞机座舱等的观察窗口，信息系统显示终端等方面的广泛应用。因此，研制宽频段、可透光的新型吸波材料已成为当前亟待需要解决的问题。

发明内容

本发明提供了一种用于飞行器可视窗的宽频超薄吸波超材料，以解决现有技术吸波材料不能实现透明设置的问题。

本发明提供了一种用于飞行器可视窗的宽频超薄吸波超材料，包括：介质层、第一超材料周期单元和第二超材料周期单元，其中，所述介质层为透明材料，且所述第一超材料周期单元设置在所述介质层的第一平面上，所述第二超材料周期单元设置在所述介质层的第二平面上；

通过所述第一超材料周期单元和所述第二超材料周期单元改变所述宽频超薄吸波超材料的阻抗匹配特性，使入射到所述宽频超薄吸波超材料的电磁波被吸收，并通过所述第一超材料周期单元与所述第二超材料周期单元之间互相耦合，以对入射到所述宽频超薄吸波超材料的电磁波进行损耗。

可选地，所述第一超材料周期单元和所述第二超材料周期单元的单元结构形状为开口谐振环、十字型结构、I字型结构或H型，或者是由开口谐振环、十字型结构、I字型结构和H型之间构成的互补结构。

可选地，所述第一超材料周期单元和所述第二超材料周期单元均为中心对称的超材料单元结构。

可选地，所述第一超材料周期单元内的各个超材料单元结构均为中心对称的两个L型超材料单元结构，所述第二超材料周期单元内的各个超材料单元结构均为中心对称的金属条型超材料单元结构。

可选地，所述第一超材料周期单元的尺寸为8-9mm，所述第一超材料周期单元内的超材料单元结构位于整个周期的中心位置，该超材料单元结构的第一结构臂与第二结构臂的长度均为5.5-6mm，且所述第一结构臂与第二结构臂的宽度均为1-1.5mm。

可选地，所述第二超材料周期单元内的超材料单元结构为条型超材料单元结构，该条型超材料单元结构之间的周期间距为0.2-1mm，且条型超材料单元结构的线宽为8-9mm。

可选地，所述第一超材料周期单元为在第一方阻S₁的ITO薄膜上蚀刻关于中心对称的超材料单元结构，且所述第二超材料周期单元为在第二方阻S₂的ITO薄膜上蚀刻中心对称的超材料单元结构。

可选地，所述第一方阻值S₁与所述第二方阻值S₂的范围为2-500Ω/；