基于固态等离子体的可编程/可调控多频吸波器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种基于固态等离子体的可编程/可调控多频吸波器，包括底层金属反射板，上层金属贴片以及它们之间的介质基板和至少一个由固态等离子体构成的谐振单元，介质基板设置在底层金属反射板上，而固态等离子体构成的谐振单元嵌于介质基板中。固态等离子体由PIN单元组成的阵列实现，PIN单元之间有隔离层进行隔离，通过其两端加载的可编程逻辑阵列来控制激励PIN单元阵列，以便得到固态等离子体。本实用新型专利技术具有通俗易加工，可编程调控，设计灵活，功能性强等特点。

【技术实现步骤摘要】
基于固态等离子体的可编程/可调控多频吸波器
本技术涉及一种基于固态等离子体的可编程/可调控多频吸波器，属于微波器件

技术介绍
随着信息技术的发展，微波器件已经广泛的应用于通信中的各类系统中。如发射端的天线、电磁屏蔽盒等。防止电磁干扰和电磁隐身在军事和民用领域有广泛的应用前景。电磁吸波器就满足这一需求所设计的一类微波器件，在通信领域得到了越来越广泛的应用。在军事领域，提高武器装备的电磁隐身特性，降低被敌侦测概率，是夺取现代战争胜利的前提。如提升天线系统的隐身特性，降低飞行器和导弹的RCS等。而在民用领域，无线通信中基本器件，医疗、保健以及常用消费级的电子产品都对电子器件有电子兼容的需求，都需要额外的屏蔽“不需要的”电磁信号。低剖面和小型化的吸波器在民用领域也有着强大的需求。为了满足以上需求，电磁超材料往往被应用于吸波器的设计当中。电磁超材料能够产生一些十分有趣的物理现象，如负折射、“完美”成像和“隐身衣”等。通过构建周期性的亚波长尺度的超材料基本单元结构就能得到物理尺度较小的吸波器结构。然而，传统意义上的超材料吸波器很难得到可调谐的吸收频谱，获得可调谐的吸收频谱不得不引入大量的集总元件，控制电路复杂而且不利于集成和芯片化一体制造。固态等离子体能够很好地解决这一问题，它是采用利用电或光激励的形式在半导体本征层形成的，当形成的固态等离子体内载流子浓度达到一定值时，其电导性可与金属相比拟。当未激发成固态等离子体时，其就是半导体材料表现出介质的特性，对电磁波没有响应具有低RCS的特性可实现其电磁隐身性能，因此可以用来制成可调谐/可重构的微波器件。此外，半导体工艺成熟、成本低廉，能够实现大批量的生产。综上优势，固态等离子体能够制成吸波器，且在现代无线通信具有非常广的前景。在对采用半导体材料制作的PIN管两端施加激励电压，可在I区产生固态等离子体。利用PIN单元构造基于固态等离子体的吸波器,具有吸波频段调控灵活、工作频域广泛、与微电子工艺兼容、可同时与外部控制的编程控制阵列实现可编程的一体化设计。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种基于固态等离子体的可编程/可调控多频吸波器，通过编程可以实现对固态等离子体构成的谐振单元的激励状态进行调控，从而实现该吸波器吸波器在特定频率区域范围的吸收率的增加，且通过合理的参数设定可以使得吸收频率区域覆盖整个X波段。本技术为解决上述技术问题采用以下技术方案：本技术提供一种基于固态等离子体的可编程/可调控多频吸波器，包括底层金属反射板、顶层金属贴片、介质基板以及固态等离子体构成的谐振单元，其中，所述底层金属反射板、顶层金属贴片分别位于所述介质基板的上下表面，所述固态等离子体构成的谐振单元嵌于所述介质基板中。作为本技术的进一步优化方案，所述固态等离子体由PIN单元组成的阵列实现，且PIN单元之间设有隔离层进行隔离。作为本技术的进一步优化方案，所述介质基板的材质为具有损耗角正切的SiO2。作为本技术的进一步优化方案，所述固态等离子体构成的谐振单元的个数至少为两个。作为本技术的进一步优化方案，所述固态等离子体构成的谐振单元的个数为两个，两个所述谐振单元分别是固态等离子体等边三角形环截成的两个部分；两个谐振单元之间存在间隙，形成一个等腰三角形结构。作为本技术的进一步优化方案，所述顶层金属贴片为三角形，其在底层金属反射板上的投影位于谐振单元在底层金属反射板上的投影之内且不重叠。作为本技术的进一步优化方案，所述间隙的宽度为1.6mm。作为本技术的进一步优化方案，在微波波段，所述底层反射板为全金属板；在太赫兹及光波以上频段，所述底层反射板为多层介质反射板(如光子晶体)或具有反射特性的人工结构阵列。作为本技术的进一步优化方案，所述多层介质反射板为光子晶体。作为本技术的进一步优化方案，所述光子晶体是多层堆材结构或者周期性分布结构。本技术采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：(1)本技术是基于固态等离子体可编程/可调控的多频吸波器，通过编程对固态等离子体构成的谐振结构状态进行调控，并且可以通过编程来随意改变谐振结构单元的形状。通过合适的参数设置可以实现其在X波段的特定频率区域范围的吸收率的增加，或者吸收效率涵盖整个X波段；当电磁波入射时，通过编程实现四种不同的激励状态，以获得可调谐的吸收频谱。通过合理的程序设定来确定激励区域和激励状态就可以增大吸波器在特定频率区域内的吸收峰值，提高吸收率；(2)本技术可以在较小的物理尺寸下实现对较低频率电磁波的吸收，具有通俗易加工，可编程调控，设计灵活，功能性强等特点。附图说明图1为状态一的固态等离子体构成的单元结构示意图；图2为基于固态等离子体的可编程/可调控多频吸波器3×3阵列状态一结构图正视图；图3为状态二的固态等离子体构成的单元结构示意图；图4为状态三的固态等离子体构成的单元结构示意图；图5为状态四的固态等离子体构成的单元结构示意图；图6为基于固态等离子体的可编程/可调控多频吸波器立体图；图7为基于固态等离子体的可编程/可调控多频吸波器侧视图；图8为PIN单元结构示意图；图9为基于固态等离子体的可编程/可调控多频吸波器TE模式电磁波垂直入射时状态一和状态二的吸收曲线；图10为基于固态等离子体的可编程/可调控多频吸波器TE模式电磁波垂直入射时状态三和状态四的吸收曲线；图11为基于固态等离子体的可编程/可调控多频吸波器TE模式电磁波垂直入射且激励的固态等离子体谐振单元间隔不同时的吸收率曲线；图中：1、5、6-介质，2-顶层金属贴片，3、4-固态等离子体构成的谐振单元，7-底层金属反射板，8、9-固态等离子体激励源。具体实施方式下面详细描述本技术的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本技术，而不能解释为对本技术的限制。本
技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本技术所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。下面结合附图对本技术的技术方案做进一步的详细说明：本技术采用固态等离子体来代替金属工作，并且可以与外部的逻辑阵列进行编程控制，来实现对固体等离子体激励区域和激励状态的改变，来实现对不同吸收频率的动态调控。尤其可以通过动态的该改变激励区域来实现对整个X波段的吸收的覆盖。本技术的设计及原理是通过编程方式实现对等离子体构成的谐振单元的状态进行调控，从而达到在X波段特定频率区域范围吸收率增加的目的。本技术提供的一种基于固态等离子体可编程/可调控的多频吸波器，如图1所示，包括底层金属反射板、顶层金属贴片、介质基板以及固态等离子体构成的谐振单元，其中，所述底层金属反射板、顶层金属贴片分别位于所述介质基板的上下表面，所述固态等离子体构成的谐振单元嵌于所述介质基板中。其中，所述谐振单元由固态等离子体构成，固态等离子体由PIN单元组成的阵列实现，PIN单元之间有隔离层进行隔离。本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于固态等离子体的可编程/可调控多频吸波器，其特征在于，包括底层反射板、顶层金属贴片、介质基板以及固态等离子体构成的谐振单元，其中，所述底层反射板、顶层金属贴片分别位于所述介质基板的上下表面，所述固态等离子体构成的谐振单元嵌于所述介质基板中。

【技术特征摘要】
1.基于固态等离子体的可编程/可调控多频吸波器，其特征在于，包括底层反射板、顶层金属贴片、介质基板以及固态等离子体构成的谐振单元，其中，所述底层反射板、顶层金属贴片分别位于所述介质基板的上下表面，所述固态等离子体构成的谐振单元嵌于所述介质基板中。2.根据权利要求1所述的基于固态等离子体的可编程/可调控多频吸波器，其特征在于，所述固态等离子体由PIN单元组成的阵列实现，且PIN单元之间设有隔离层进行隔离。3.根据权利要求1所述的基于固态等离子体的可编程/可调控多频吸波器，其特征在于，所述介质基板的材质为具有损耗角正切的SiO2。4.根据权利要求1所述的基于固态等离子体的可编程/可调控多频吸波器，其特征在于，所述固态等离子体构成的谐振单元的个数至少为两个。5.根据权利要求4所述的基于固态等离子体的可编程/可调控多频吸波器，其特征在于，所述固态等离子体构成的谐振单元的个数为两个，两个所述谐振单元分别是固态等...

【专利技术属性】
技术研发人员：章海锋，张浩，刘佳轩，杨靖，
申请(专利权)人：南京邮电大学，
类型：新型
国别省市：江苏,32