基于并联LC谐振器加载的通带嵌入型频率选择吸波体制造技术

本发明专利技术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，主要解决现有技术结构复杂的问题，包括m×n个周期性排列的吸波体单元，吸波体单元包括上下级联中间设有空气层的通带嵌入型吸波结构和带通频率选择结构；通带嵌入型吸波结构，包括第一介质板，其下表面印制有四个条状贴片，上表面印制有加载并联LC谐振器和电阻的耶路撒冷十字形贴片，二者通过金属化过孔连接；带通频率选择结构，包括上下层叠的第二介质板和第三介质板；所述第二介质板的上表面印制有第一方形环贴片和位于其内部的第一末端蜿蜒十字形贴片；第三介质板的上表面印制有标准十字形贴片，下表面印制有第二方形环贴片和位于其内部的第二末端蜿蜒十字形贴片。

Band pass embedded frequency selective absorber based on parallel LC resonator loading

A passband-embedded frequency-selective absorber loaded by a parallel LC resonator is proposed, which mainly solves the problem of complicated structure of the prior art, including m*n periodically arranged absorber units, including a passband-embedded absorber structure with an air layer between the upper and lower cascades and a band-pass frequency selection. A passband-embedded microwave absorbing structure, including a first dielectric plate, has four strip patches printed on the lower surface and a Jerusalem cross-shaped patch loaded with parallel LC resonators and resistors printed on the upper surface, which are connected through a metal hole; a band-pass frequency selective structure, including a second dielectric plate and a third dielectric plate stacked up and down. The upper surface of the second dielectric plate is printed with a first square ring patch and a zigzag cross patch located at the first end of the inner surface; the upper surface of the third dielectric plate is printed with a standard cross patch, and the lower surface is printed with a second square ring patch and a zigzag cross patch located at the second end of the inner surface.

【技术实现步骤摘要】
基于并联LC谐振器加载的通带嵌入型频率选择吸波体
本专利技术属于电磁防护
，涉及一种通带嵌入型频率选择吸波体，具体涉及一种基于并联LC谐振器加载的通带嵌入型频率选择吸波体。
技术介绍
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，能够避免带外镜面反射。在保证被防护设备整体性能的同时，实现双基站雷达散射截面积减缩，达到隐身的目的。最早的频率选择吸波体以吸波透波罩的形式出现，该结构为包括一层带通FSS和一层电阻性的吸波表面的复合多层结构。现有频率选择吸波体结构通过将吸波体的通带和吸波带频段分开设置，使吸波体结构的通带位于吸波带以上频段，从而降低吸波带频段内的电磁反射。但该结构会在通带和吸波带之间形成较宽的频率间隙，且关于通带对称的另一侧的频段内仍存在强电磁反射。具有嵌入型通带特性的频率选择吸波体便能克服这些不足。现有的具有嵌入型通带特性的频率选择吸波体结构包含吸波层，支撑层和透波层。根据所需滤波特性构建等效电路从而得到电路参数，在吸波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，相当于一根导线连接金电阻两端使得电阻短路，此时电阻不消耗能量，屏蔽了吸波层的吸波效果，而在谐振频率两侧的频段依旧保持吸波特性，实现了通带嵌入特性。正因如此，这种结构必须要引入额外的串联LC偏置支路。如2017年，OmarAA和ShenZ等人在期刊《IEEETransactionsonAntennas&Propagation》第PP卷99期第1页发表的文章“AbsorptiveFrequency-SelectiveReflectionandTransmissionStructures”中，公开了一种三维的通带嵌入型吸波体结构，该结构由沿xyz坐标轴周期排列的单元组成。单元包括两层介质板和一个二面角形的导体平板，介质板上印制微带线，微带线上和微带线与导体平板之间加载了电阻用以实现吸波功能。为了实现通带嵌入的目的，其每个电阻两端均连接一条串联LC谐振支路，这样造成了结构复杂化且不易于加工。又如2017年，ShangY,ShenZ和XiaoS.等人在期刊《IEEETransactionsonAntennas&Propagation》第62卷11期5581-5589页发表的文章“Frequency-SelectiveRasorberBasedonSquare-LoopandCross-DipoleArrays”中公开了一种基于方形环和交叉偶极子阵列的通带嵌入型频率选择吸波体结构，该结构由在xoy面上周期排列的单元组成。单元包括两层介质板，上层介质板印制方形环和交叉偶极子形状，在方形环每条边和交叉偶极子中间加载了电阻用来实现吸波功能，又分别设计偏置串联LC谐振支路，实现通带嵌入的目的。这种额外的偏置串联LC谐振支路使得结构复杂、线路冗杂、集成度低，还得根据吸波体的结构单独设计，否则会降低吸波体的吸波效果。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术中的不足，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，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。为了实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：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，包括m×n个周期性排列的吸波体单元，m≥6，n≥6；所述吸波体单元结构如图1所示，包括上下级联且中间设有2～10mm厚的空气层的通带嵌入型吸波结构1和带通频率选择结构2，其中：所述通带嵌入型吸波结构1，包括上表面印制有如图2所示的耶路撒冷十字形贴片12、下表面印制有四个条状贴片14的第一介质板11，所述耶路撒冷十字形贴片12的各个臂上均加载有并联LC谐振器121和电阻122，所述电阻阻值为90～210Ω，所述四个条状贴片14两端分别通过金属通孔13与耶路撒冷十字形贴片12四个臂末端横置的条形结构两端连接；所述带通频率选择结构2，包括上下层叠的第二介质板21和第三介质板22；所述第二介质板21的上表面印制有如图3所示的第一方形环贴片211和位于第一方形环贴片211内的第一末端蜿蜒十字形贴片212；所述第三介质板22的上表面印制有标准十字形贴片221，下表面印制有第二方形环贴片222和位于第二方形环贴片222内的第二末端蜿蜒十字形贴片223。上述基于并联LC谐振器加载的通带嵌入型频率选择吸波体，所述第一介质板11、第二介质板21和第三介质板22，采用边长相同的正方形板材，边长尺寸为6.5～9mm，厚度尺寸为0.5～1.5mm，相对介电常数为1.5～5。上述的基于并联LC谐振器加载的通带嵌入型频率选择吸波体，所述第一方形环贴片211，其结构与方形环贴片222相同；所述第一末端蜿蜒十字形贴片212，其结构与第二末端蜿蜒十字形贴片223相同。本专利技术与现有技术相比，具有如下优点：1、本专利技术采用并联LC谐振器加载实现通带嵌入型频率选择吸波体，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。2、本专利技术第一介质板上表面印制的耶路撒冷十字形贴片末端通过通孔和下表面印制的四个条状贴片连接形成回路，实现了一个对称的2.5维几何体，制造工艺简单，拥有紧凑的结构单元。对称结构减弱了吸波体对入射电磁波极化的敏感性，2.5维结构减弱了吸波体对入射电磁波角度的敏感性，同时减少了吸波体单元的尺寸。附图说明图1是本专利技术的整体结构示意图；图2是本专利技术耶路撒冷十字形贴片的结构示意图；图3是本专利技术第二介质板俯视图；图4是本专利技术实施例1在沿-z方向传播的横电模(TE)电磁波垂直入射吸波体表面时的反射系数和传输系数曲线图；图5是本专利技术实施例1在吸波体+z侧空间传播的横电模(TE)电磁波入射吸波体时，不同入射角度下反射系数和传输系数图；图6是本专利技术实施例1在吸波体+z侧空间传播的横磁模(TM)电磁波入射吸波体时，不同入射角度下反射系数和传输系数图；具体实施方式下面结合附图和具体实施例，对本专利技术作进一步详细描述：实施例1参照图1，一种基于并联LC谐振器加载的通带嵌入型频率选择吸波体，包括m×n个周期性排列的吸波体单元，m＝30，n＝30；所述吸波体单元，包括上下级联的通带嵌入型吸波结构1和带通频率选择结构2，中间采用尼龙柱支撑，空气层设置为4.5mm。所述通带嵌入型吸波结构1，包括上表面印制有如图2所示的耶路撒冷十字形贴片12、下表面印制有四个条状贴片14的第一介质板11，其采用了相对介电常数为2.65，规格为6.6mm×6.6mm×1mm的板材。所述耶路撒冷十字形贴片12如图2所述，十字中心位于介质板中心轴线，十字主体总长L为6.6mm，臂宽为1mm，臂末端的横置条形结构长度为3.3mm,宽度为0.4mm。所述耶路撒冷十字形贴片12各个臂上均加载有并联LC谐振器121和电阻122，所述谐振器121中，电感感值为0.本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于并联LC谐振器加载的通带嵌入型频率选择吸波体，其特征在于，包括m×n个周期性排列的吸波体单元，m≥6，n≥6；所述吸波体单元，包括上下级联且中间设有空气层的通带嵌入型吸波结构(1)和带通频率选择结构(2)，其中：所述通带嵌入型吸波结构(1)，包括上表面印制有耶路撒冷十字形贴片(12)、下表面印制有四个条状贴片(14)的第一介质板(11)，所述耶路撒冷十字形贴片(12)的各个臂上均加载有并联LC谐振器(121)和电阻(122)，所述四个条状贴片(14)两端分别通过金属通孔(13)与四个臂末端横置的条形结构两端连接；所述带通频率选择结构(2)，包括上下层叠的第二介质板(21)和第三介质板(22)；所述第二介质板(21)的上表面印制有第一方形环贴片(211)和位于第一方形环贴片(211)内的第一末端蜿蜒十字形贴片(212)；所述第三介质板(22)的上表面印制有标准十字形贴片(221)，下表面印制有第二方形环贴片(222)和位于第二方形环贴片(222)内的第二末端蜿蜒十字形贴片(223)。

【技术特征摘要】
1.一种基于并联LC谐振器加载的通带嵌入型频率选择吸波体，其特征在于，包括m×n个周期性排列的吸波体单元，m≥6，n≥6；所述吸波体单元，包括上下级联且中间设有空气层的通带嵌入型吸波结构(1)和带通频率选择结构(2)，其中：所述通带嵌入型吸波结构(1)，包括上表面印制有耶路撒冷十字形贴片(12)、下表面印制有四个条状贴片(14)的第一介质板(11)，所述耶路撒冷十字形贴片(12)的各个臂上均加载有并联LC谐振器(121)和电阻(122)，所述四个条状贴片(14)两端分别通过金属通孔(13)与四个臂末端横置的条形结构两端连接；所述带通频率选择结构(2)，包括上下层叠的第二介质板(21)和第三介质板(22)；所述第二介质板(21)的上表面印制有第一方形环贴片(211)和位于第一方形环贴片(211)内的第一末端蜿蜒十字形贴片(212)；所述第三介质板(22)的上表面印制有标准十字形贴片(221)，下表面印制有第二方形环贴片(222)和位于第二方...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜文，赵一凡，张坤哲，龚书喜，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，西安中电科西电科大雷达技术协同创新研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61