[发明专利]一种凹凸曲形地毯隐身衣及其设计方法有效
申请号: | 202110604465.8 | 申请日: | 2021-05-31 |
公开(公告)号: | CN113506992B | 公开(公告)日: | 2022-07-22 |
发明(设计)人: | 王朝辉;逄智超;王明照;王少杰;李正杰 | 申请(专利权)人: | 中国人民解放军空军工程大学 |
主分类号: | H01Q15/00 | 分类号: | H01Q15/00;F41H3/02;G06F30/20;G06F113/12 |
代理公司: | 西安研创天下知识产权代理事务所(普通合伙) 61239 | 代理人: | 娄柱 |
地址: | 710051 陕西省西安*** | 国省代码: | 陕西;61 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 凹凸 地毯 隐身 及其 设计 方法 | ||
1.一种凹凸曲形地毯隐身衣,其特征在于:从上到下包括三层结构,第一层为打印有双环金属谐振器的超薄介质板,第二层为树脂介质层,第三层为超薄金属板;所述超薄介质板共形在所述树脂介质层上,所述超薄金属板共形在所述树脂介质层的底部;所述树脂介质层为曲面结构;
所述凹凸曲形地毯隐身衣由M*N个超表面单元在空间内等间距周期延拓排列组成,每个所述超表面单元也包含打印有双环金属谐振器的超薄介质板、树脂介质层和超薄金属板三层,每个所述超表面单元的超薄介质板的一面均通过PCB技术打印有双环金属谐振器,另一面全腐蚀;
所述超表面单元上的双环金属谐振器包括外环和内环,所述外环与所述内环均为正方形金属条,且所述外环与所述内环中心点相同,外环的边长为a,内环边长为a/2,金属条的宽度均为w;h1和h2分别为超薄介质板和树脂介质的厚度;每个所述超表面单元的边长为p;不同超表面单元上的双环金属谐振器的a不同;
所述双环金属谐振器具有双模谐振和四重旋转对称性,实现单元反射相位在360°范围内的任意调控,保证了地毯隐身衣在x和y极化波下具有相同的电磁响应,实现宽带的360°反射相位调控。
2.根据权利要求1所述的一种凹凸曲形地毯隐身衣,其特征在于:p=9mm,w=0.6mm,h1=0.1mm,h2=3mm;金属条为金属铜,金属铜的厚度为0.036mm;所述超薄介质板采用聚四氟乙烯玻璃布板,介电常数为εr=2.65,电正切损耗为tanδ=0.001;所述树脂介质层采用ABS-M30树脂介质,介电常数为εr=2.7,电正切损耗为tanδ=0.005;且所述树脂介质层采用3D打印技术加工制备。
3.如权利要求1或2所述的一种凹凸曲形地毯隐身衣的设计方法,其特征在于,包括以下步骤,
S1:设计双环金属谐振器,构建传输相位在360°范围内的调控模式;
S2:确定凹凸曲形地毯隐身衣的曲面几何形状函数并构建模型,根据相位补充原理,计算地毯隐身衣的相位分布;
S3:将不连续相位位置中心投影到超薄介质板上,根据第二步计算的补偿相位,在超薄介质板上排布相应结构尺寸的双环金属谐振器单元;
S4:将带有双环金属谐振器的超薄介质板共形在凹凸曲形隐身衣的轮廓表面,将超薄金属板共形在凹凸曲形隐身衣的轮廓底部,组成凹凸曲形地毯隐身衣。
4.根据权利要求3所述的一种凹凸曲形地毯隐身衣的设计方法,其特征在于,步骤S1中双环金属谐振器的设计原则为:实现隐身衣的根本方法是通过超表面单元产生的突变相位补偿光程差所积累的相位差,恢复类平面反射波前相位和幅度;因此,超表面单元需要实现360°范围内反射相位任意调控,同时要求反射幅度|rxx|/|ryy|接近于1,确保隐身衣的工作性能;选用双环金属谐振器结构可以在x和y极化波激励下通过改变双环金属谐振器结构的边长a实现超表面单元反射相位在360°范围内的任意可调,同时反射幅度也接近于1,满足隐身衣的设计需求。
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