[发明专利]一种频率可重构全角度完美匹配吸波暗室

说明书

本发明公开了一种频率可重构全角度完美匹配吸波暗室。包括吸波媒质单元、由吸波媒质单元制备的吸波媒质层、使用吸波媒质层制备的吸波媒质和使用该吸波媒质制备的频率可重构全角度完美匹配吸波暗室。本设计中在波传播方向上依次叠加相对介电常数为某一特定值的吸波媒质层来实现符合空间K‑K分布的吸波媒质；在吸波媒质相对介电常数剖面中构造两个Lorentz谐振并在相对介电常数实部为1处截断实现K‑K媒质和空气的匹配，吸波媒质单元中加入集总元件实现吸波媒质的频率可重构特性，各层吸波媒质沿径向依次叠加实现频率可重构全角度完美匹配吸波暗室。本发明制备的频率可重构全角度完美匹配吸波暗室可以实现宽频段的TE波全角度的无反射吸收。

技术领域

本发明涉及微波吸波媒质和暗室领域的一种吸波暗室结构，具体涉及一种相对介电常数符合空间Krammers-Kronig分布的频率可重构吸波媒质及其制备的微波暗室。

背景技术

传统暗室采用角锥、尖劈及铁氧体吸波材料，设计优化的目标仅针对垂直入射电磁波，对不同角度的波吸收性能不一样，当电磁波入射角度较大时，吸波效率会快速降低，因而具有很强的角度色散特性，从而造成暗室测量精度的下降。同时，传统暗室采用的角锥和尖劈等吸波材料需要数倍甚至数十倍的厚度才能达到吸波要求，导致暗室体积较大。近年来变换光学、Perfectly matched layer以及Parity-time对称人工媒质获得了长足的发展，虽然以上人工媒质都可以在理论上实现全角度的吸波，但媒质中增益因子的存在使得全角度吸波特性无法在无源的情况下实现。

目前为止，传统的暗室和基于人工媒质实现的暗室仍然有着吸波频带窄和吸波角度小的缺点，尚未有全角度宽频带吸波暗室的相关研究。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提出一种吸波频率可重构的电小尺寸全角度吸波暗室，可以提高暗室测试精度，减小不同角度入射电磁波的影响并拓展暗室的工作带宽。

本发明对改进传统暗室吸波材料大角度吸波效率差和人工吸波媒质需要增益因子和窄带工作的缺点有重要的意义。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

本发明的技术方案包括吸波媒质单元、由吸波媒质单元制备的吸波媒质层、使用吸波媒质层制备的吸波媒质和采用该吸波媒质制备的频率可重构全角度完美匹配吸波暗室。

包括吸波媒质、上层金属盖板和下层金属盖板；上层金属盖板和下层金属盖板分别布置于频率可重构非均匀吸波媒质轴向的两端，

吸波媒质包括了多层同心且呈闭环形态的吸波媒质层，每层吸波媒质层均主要由吸波媒质单元在电磁波入射方向横截面上沿横截面的两个互相垂直方向周期性紧密排列构成；各层吸波媒质层在TE波入射时的相对介电常数满足工作频率的频域Krammers-Kronig分布，使得多层吸波媒质层沿电磁波的入射传播方向依次叠加，在电磁波的入射传播方向上相对介电常数形成一个空间Krammers-Kronig分布。

每个吸波媒质单元包括介质板、介质板两侧的空气层以及位于介质板两端面的工字型单元，介质板垂直于电磁波入射传播方向布置，介质板在靠近吸波媒质中心一侧的内端面设有第一工字型单元，介质板在远离吸波媒质中心一侧的外端面设有第二工字型单元。

第一工字型单元和第二工字型单元的结构组成相同，均包括两条平行间隔布置的供电线、变容二极管、S形弯折线，两条供电线之间设有变容二极管，变容二极管两端分别经S形弯折线和两条供电线电连接；第一工字型单元中的两条供电线直径的间距大于第二工字型单元中的两条供电线直径的间距，且第一工字型单元中的两条S形弯折线沿两条供电线间距方向的长度大于第二工字型单元中的两条S形弯折线沿两条供电线间距方向的长度。

沿电磁波的入射传播方向的各吸波媒质层中的吸波媒质单元的相对介电常数不同，通过调整各吸波媒质层中吸波媒质单元的工字型单元的S形弯折线的宽度或者变容二极管进行调节。