[发明专利]一种基于遗传算法设计优化的宽频透明吸波体及其设计方法

说明书

本发明公开了一种基于遗传算法设计优化的宽频透明吸波体及其设计方法。所述宽频透明吸波体包括透明导电膜与介质层，所述透明导电膜包括底部低阻抗导电膜层(1)、中层图形化导电膜层(2)和上层图形化导电膜层(3)，所述底部低阻抗导电膜层(1)与中层图形化导电膜层(2)之间为介质层Ⅰ，所述中层图形化导电膜层(2)与上层图形化导电膜层(3)之间为介质层Ⅱ，所述介质层Ⅰ与介质层Ⅱ均为空气介质；多个所述宽频透明吸波体在二维平面上周期排布呈棋盘状，多个所述宽频透明吸波体在二维平面上沿水平方向与垂直方向均匀排布。本发明解决了吸波体宽带吸收、低剖面的难题，利用遗传算法设计互补谐振图案及结构参数，从而实现超材料吸波体。

技术领域

本发明属于吸波体领域；具体涉及一种基于遗传算法设计优化的宽频透明吸波体及其设计方法。

背景技术

军用领域方面，微波段超材料近年来被应用于战斗机等有隐身需求的装备，机身微波段隐身，以及座舱盖可见光透明微波段隐身。民用领域方面，电磁兼容领域，微波暗室光学窗口，等领域对吸波体超材料均有极大的需求。

利用电阻膜层调控电磁波的吸收由来已久，1988年提出的对Salisbury screen的反射特性研究。1990年对Jaumann screen吸收器的研究。两种吸收器可以实现窄频带上的极高吸收。但是面对新时代对吸收器“轻，薄，光学透过率高，覆盖频域宽，吸收能力强”的需求，传统的吸收器已经很难满足。

超材料是一类具有特殊性质的人造材料，材料的电磁特性取决于其本身的人工结构。相较于传统的微波吸收体，超材料可以更好的结合实际需求，对使用的介质，人工结构进行设计，从而实现更宽的频带，更小的剖面，更高的光学透过率。

超材料吸波体的设计关键在于提出的人工结构，人工结构设计的优劣决定了吸波体的性能。已有的吸波体设计理论例如模拟电路法，等效介质法针对简单谐振图案有了一定的解释。但是简单谐振图案在宽频、低剖面上尚有一些局限性，复杂谐振图案在这两方面有更加优异的表现。但复杂图案与性能之间尚没有直接的对应关系。难以针对需求，快速的提出谐振图案。

发明内容

本发明提供了一种基于遗传算法设计优化的宽频透明吸波体及其设计方法，解决了吸波体宽带吸收、低剖面的难题；利用遗传算法设计互补人工谐振图案，从而快速实现超材料吸波体的设计。

本发明通过以下技术方案实现：

一种基于遗传算法设计优化的宽频透明吸波体，所述宽频透明吸波体包括透明导电膜与介质层，所述透明导电膜包括底部低阻抗导电膜层1、中层图形化导电膜层2和上层图形化导电膜层3，所述底部低阻抗导电膜层1与中层图形化导电膜层2之间为介质层Ⅰ，所述中层图形化导电膜层2与上层图形化导电膜层3之间为介质层Ⅱ，所述介质层Ⅰ与介质层Ⅱ均为空气介质；

多个所述宽频透明吸波体在二维平面上周期排布呈棋盘状，多个所述宽频透明吸波体在二维平面上沿水平方向与垂直方向均匀排布。

进一步的，多个所述宽频透明吸波体在二维平面上为M×N个周期排布，M、N为非零正整数。

进一步的，周期排布的水平方向每行均大于m个宽频透明吸波体，周期排布的垂直方向大于n个宽频透明吸波体。

一种基于遗传算法设计优化的宽频透明吸波体的设计方法，所述设计方法包括以下步骤：

步骤1：在电磁仿真软件中建立吸波体的电磁仿真模型；

步骤2：在电磁仿真软件中输入吸波体结构的参数的范围；

步骤3：将步骤2中的参数随机采样生成初代个体，即个体对应的参数；

步骤4：将步骤3的生成的个体参数导入电磁仿真软件中并运行；

步骤5：将步骤4运行的仿真中获得本代个体的S参数，导入适应度函数，得到本代个体的适应值；