[发明专利]一种频率选择吸波体

说明书

本申请属于微波技术领域，特别涉及一种频率选择吸波体。其结构自上而下包括损耗层和传输层，损耗层包括第一方环金属贴片、圆环金属贴片、四个焊有电阻元件的长方形金属贴片、第一正方形介质板和第二方环金属贴片组成；传输层包括金属覆层，金属覆层被方环缝隙、四个直角缝隙进行分割；所述第一方环金属贴片和长方形金属贴片覆在第一正方形介质板的上表面，第二方环金属贴片覆在第一正方形介质板的下表面。申请具有高吸波率和低损耗的优点，可用于提升航空武器装备宽频雷达隐身能力，解决高隐身飞机机载射频孔径宽频雷达隐身电磁窗设计难题。

技术领域

本申请属于微波技术领域，特别涉及一种频率选择吸波体。

背景技术

频率选择表面是一种对空间不同频段的电磁波显现出透射、反射或吸收等不同特性的空间滤波器。对频率选择表面进行优化和重组，形成了具有双层结构的频率选择吸波体。频率选择吸波体具有通带低损耗透波，阻带显著吸波的滤波特性。相较于传统的频率选择表面，能够避免带外反射。在保证被防护设备整体性能的同时，实现天线雷达截面积减缩，达到隐身的目的。

吸透一体化频率选择表面是指对空间中的电磁波同时具备吸收特性和透射特性的一类频率选择表面，其设计旨在实现天线工作频段内的电磁波能正常透射，而工作频段外的电磁波则被吸收掉，从而减少电磁波的反射。吸透一体化频率选择表面可应用于诸多频段领域，目前所涉及频段从L波段到K波段不等。

随着雷达反隐身技术的发展，被传统频率选择表面反射的带外信号有可能被对方雷达侦测到，尤其某一方向较强的反射。而吸波/透波频率选择表面可以使带外信号不是被反射，而是被吸收，这样大大减少了安全隐患，提升作战性能，这就是设计吸波/透波频率选择表面的初衷。为了改变传统的“反射-传输-反射”模式为“吸收-传输-吸收”模式，通常可以利用等效电路模型方法来指导设计出吸波/透波频率选择表面。

现有的具有吸波/透波特性的频率选择吸波体包含损耗层和传输层，损耗层是一种带有镀铜通孔的超材料宽带吸波体，传输层是由频率选择表面构成的。根据所需滤波特性构建等效电路从而得到电路参数，在损耗层上加载电阻元件来实现吸波的效果，构成频率选择吸波体。然后再在电阻元件两端加载的串联LC谐振器，构成通带嵌入型频率选择吸波体。在谐振时，串联LC谐振器阻抗为零，电阻不消耗能量，出现传输零点。根据Foster电抗定理，任何两个相邻的传输零点之间必有一个传输极点。损耗层等效电路中的三个LC电路产生三个传输零点，而三个传输零点之间存在两个传输极点。由此，通过等效电路模型构造出具有“吸波-透波-吸波-透波-吸波”特性的频率选择吸波体。

例如，公开号为CN108539431B的中国发明专利中提出了一种基于并联LC谐振器加载的通带嵌入型频率选择吸波体，该吸波体根据并联LC谐振器谐振时阻抗无穷大，且与其串联的主路上电流为零的特性，阻止所加载电阻消耗电磁波能量，实现了透波通带嵌入吸波频带。并且，并联LC谐振器可以直接集成在加载有电阻的耶路撒冷十字形贴片的十字臂上，该结构不再需要布置额外的偏置电路，可用于简化现有通带嵌入型频率选择吸波体复杂的结构。

再如，2019年，Min Guo和Qiang Chen等人在期刊《IEEE ANTENNAS AND WIRELESSPROPAGATION LETTERS》第18卷5期第1页发表的文章“Design of Dual-Band Frequency-Selective Rasorber”中，提出了一种具有双波段传输和宽带吸收特性的新型频率选择光栅(FSR)。基于Foster电抗定理，采用三种不同的串联LC并联结构实现双谐振结构。串联LC电路的三个阻抗零点之间有两个阻抗极点，在这两个阻抗零点之间可以得到两个透明窗口。在带通频率选择表面上刻蚀两个不同形状和尺寸的槽，实现了7.7和12.6GHz的两个传输频段，其中吸波频段为3.7～11.1GHz。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足，提出了一种三频段吸波双频段透波的频率选择吸波体，用于解决现有通带嵌入型频率选择吸波体结构复杂的技术问题。解决了目前双透波吸透一体化FSS在高频吸波率不足的技术问题。