[发明专利]基于耶路撒冷十字图案的吸波结构

说明书

本申请公开了一种基于耶路撒冷十字图案的吸波结构，包括自下而上依次设置的金属底层、连续电阻层、介质层和表面层；其中，所述表面层上具有阵列设置的多个单胞结构，各单胞结构具有耶路撒冷十字图案。本申请所提供的吸波结构在2～40GHz波段内入射电磁波的吸收率可实现全频段吸收率高于90％，具有宽频高效的吸收特性。本申请具有设计方法简单，吸收性能易于调节、厚度小且宽入射角不敏感等特点，在军用和民用均具有较高的应用价值。

技术领域

本发明涉及电磁隐身技术中的电磁吸波技术设计领域，具体涉及一种基于耶路撒冷十字图案的吸波结构。

背景技术

随着现代科技的发展，各种探测技术和电磁干扰信号的不断增强，对于宽带且高效吸收电磁波的材料要求越来越高。微波吸波材料能有效的吸收、衰减入射的电磁波而广泛应用于军事隐身、电磁屏蔽等电磁防护方面。对于传统的吸波结构，如Salisbury吸收屏，其结构是将电阻片放置在距离金属底板1/4波长处的介质层上，但吸收频带非常窄；Jaumman吸收体可解决窄带这一问题，实现宽频吸收，但其扩展吸收频带的主要方法就是通过增加厚度或提高吸收剂含量，这在一定程度上限制了结构吸波材料的应用。

电路模拟吸收结构的出现和发展使得研究人员能够从宏观层面来控制材料的电磁性能通过结构参数的调整调控材料的等效电磁参数以及阻抗匹配特性，其在电磁吸波技术领域已成为研究热点。与传统的吸收体相比，具有厚度薄、可设计性、吸收频带宽等优点。

电路模拟吸收结构基于对电磁波的单频或者多频吸收来实现电磁共振，通常采用多层结构进行高效吸收，但宽频吸收仍然存在一定的难度，特别是在低频段的高吸收。另外厚度问题还是一个挑战，因此研究吸波结构来实现宽频、轻薄等特点具有较大的实际应用价值。

发明内容

为了解决上述问题，本申请提供了一种基于耶路撒冷十字图案的吸波结构，包括自下而上依次设置的金属底层(PEC)、连续电阻层(HRL)、、介质层(PMI)、和表面层(PRL)、；

其中，表面层上具有阵列设置的多个单胞结构，各单胞结构具有耶路撒冷十字图案。

可选地，介质层为介电常数实部为1～5，虚部小于0.1的单一材料。

可选地，介质层的厚度为4～6mm。

可选地，吸波结构的中心频率为21GHz。

可选地，表面层的面电阻值R₁符合200～600Ω/□。

可选地，连续电阻层的面电阻值R₂范围在250～500Ω/□。

可选地，所述表面层的面电阻值R₁为370Ω/□，所述连续电阻层的面电阻值R₂为260Ω/□。

可选地，表面层的结构参数如下：单胞结构的周期长度D＝8mm，单胞结构中的交叉偶极子长度H＝5.2mm、线宽W＝1.3mm、终端偶极子长度L＝2.6mm。

可选地，介质层为聚甲基丙烯酰亚胺PMI、聚氨酯泡沫PU、聚四氟乙烯PTFE、聚苯乙烯PS、聚碳酸酯PC、聚氯乙烯PVC、丙烯晴-丁二烯-苯乙烯树脂ABS的一种。

可选地，金属层的材质由铜、铝、铁中的任意一种与其他金属或非金属掺杂成合金组成。

可选地，单胞结构的数目n≥15。

本发明与现有技术相比，具有如下的有益效果如下：

1、本发明设计得吸波结构具有宽频吸收，通过宏观尺度上几何尺寸的调控以及微观尺度上设计，在2～40GHz频带内全波段吸收率都在90％以上，特别是对低频电磁波的吸收效果较好。