一种具有双通带的宽带频率选择吸波体制造技术

本发明专利技术公开了一种具有双通带的宽带频率选择吸波体，包括：自上而下依次排列的损耗层和传输层，且损耗层和传输层之间设置有间隙；损耗层包括方环金属贴片、T形金属贴片、折叠方环金属贴片、耶路撒冷十字金属贴片和第一介质板，方环金属贴片位于第一介质板上表面中心位置，方环金属贴片外表面电连接四个T形金属贴片，T形金属贴片上顺向电连接有电阻元件，方环金属贴片内侧包围有折叠方环金属贴片，耶路撒冷十字金属贴片位于第一介质板下表面中心位置；传输层包括第二介质板、位于第二介质板中心的第一缝隙型谐振器、位于第二介质板四角的四个第二缝隙型谐振器。本发明专利技术结构紧凑、工作频带宽、极化稳定，可用于电磁隐身和电磁兼容领域。领域。领域。

【技术实现步骤摘要】
一种具有双通带的宽带频率选择吸波体


[0001]本专利技术涉及电磁周期结构
，更具体的说是涉及一种具有双通带的宽带频率选择吸波体。

技术介绍

[0002]频率选择吸波体(Frequency Selective Rasorber,FSR)是由传统电磁吸波体和频率选择表面发展而来的一种多谐振宽带吸波体。与传统的吸波体相比，FSR可以在满足宽频带吸波特性的同时，实现阻带以外的低损耗电磁传输。相较于频率选择表面，FSR能够抑制传输带外的反射，实现全方位的电磁隐身。具有阻带显著吸波、阻带外低损耗传输特点的FSR被认为是实现电磁波调控、电磁隐身的有效手段。设计具有不同频率特性的FSR是该领域的一个重要研究和发展方向。
[0003]具有双通带的FSR可表现为“吸收
‑
传输
‑
吸收
‑
传输
‑
吸收”的频率响应。显然，双通带FSR的这种传输模式与单通带的FSR相比，将可以更加有效地应用于复杂的无线通信系统中，实现多频传输下的雷达散射截面(Radar Cross Section，RCS)缩减。因此，具有双通带的FSR近年来受到了众多研究工作者的关注。现有公开的具有独立控制双频传输响应的双极化FSR，工作模式为“吸收
‑
传输
‑
吸收
‑
传输”，高频端吸收特性差；或者整个工作频带并不能完全保证低于
‑
10dB的反射系数。
[0004]因此，如何提供一种双极化、带内低反射、高吸收率的频率选择吸波体是本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术提供了一种具有双通带的宽带频率选择吸波体，这种FSR的特点是结构紧凑、双极化、带内低反射、具有“吸收
‑
传输
‑
吸收
‑
传输
‑
吸收”的频率响应，可用于电磁隐身和电磁兼容领域。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0007]一种具有双通带的宽带频率选择吸波体，包括：自上而下依次排列的损耗层和传输层，且所述损耗层和所述传输层之间设置有间隙；
[0008]所述损耗层包括方环金属贴片、T形金属贴片、折叠方环金属贴片、耶路撒冷十字金属贴片和第一介质板，所述方环金属贴片位于所述第一介质板上表面中心位置，所述方环金属贴片外表面电连接四个所述T形金属贴片，所述T形金属贴片上顺向电连接有电阻元件，所述方环金属贴片内侧包围有所述折叠方环金属贴片，所述耶路撒冷十字金属贴片位于所述第一介质板下表面中心位置；
[0009]所述传输层包括第一缝隙型谐振器、四个第二缝隙型谐振器和第二介质板，所述第一缝隙型谐振器位于所述第二介质板中心，四个所述第二缝隙型谐振器位于所述第二介质板的四角。
[0010]优选的，所述方环金属贴片、所述折叠方环金属贴片、所述第一介质板和所述耶路
撒冷十字金属贴片的中心位于同一直线。
[0011]优选的，所述方环金属贴片、所述T形金属贴片、所述折叠方环金属贴片和所述耶路撒冷十字金属贴片的各边与所述第一介质板的四边平行或者垂直。
[0012]优选的，所述T形金属贴片包括第一矩形条带和第二矩形条带，所述第一矩形条带和所述第二矩形条带垂直电连接，所述第一矩形条带的中心处设置有所述电阻元件。
[0013]优选的，所述耶路撒冷十字金属贴片包括两个尺寸相同且互相垂直交叉的第三矩形金属条带和四个与相邻第三矩形金属条带垂直电连接的第四矩形金属条带。
[0014]优选的，所述折叠方环金属贴片为将方环的四边对称地切割四个矩形切口后，从切口处向内侧延伸三段弯折段形成的封闭金属条带。
[0015]优选的，所述第一缝隙型谐振器是垂直交叉十字的封闭边缘缝隙。
[0016]优选的，所述第二缝隙型谐振器是第一正方形贴片、矩形金属条带和第二正方形贴片电连接形成的金属贴片的外围边缘缝隙。
[0017]优选的，所述第一介质板和所述第二介质板边长和厚度均相同。
[0018]优选的，所述第一介质板和所述第二介质板均采用碳氢化合物陶瓷层压板。
[0019]本专利技术的有益效果包括：
[0020]1.本专利技术的损耗层表面设置有方环金属贴片、四个焊有电阻元件的T形金属贴片、折叠方环金属贴片和耶路撒冷十字金属贴片，等效为一个并联RLC电路和电感L与两个串联LC并联电路；传输层上设置有中心位置的第一缝隙型谐振器与位于四角的四个第二缝隙型谐振器，等效为两个并联LC电路，以实现双通带频率选择表面；损耗层与传输层的结合使得FSR表现出“吸收
‑
传输
‑
吸收
‑
传输
‑
吸收”的频率响应，解决了目前双通带FSR的高频端吸波率不足的问题，且由于结构的对称性，本专利技术具有双极化特性。
[0021]2.本专利技术通过调整结构单元各个部分的尺寸，使本专利技术在2.02～7.98GHz频率范围内均具有小于
‑
10dB的反射系数，分数带宽为119.2％；在3.44～3.67GHz和4.91～5.04GHz频率范围内具有传输系数大于
‑
3dB的两个通频带，分数带宽分别为6.47％和2.61％，且两个通频带在3.52GHz和4.98GHz分别获得最小传输损耗0.48dB和0.79dB；FSR具有三个吸波频段，其中2.07～3.02GHz、3.82～4.79GHz和5.23～7.85GHz频段的吸收率超过90％，分数带宽分别为37.3％、22.5％和40.1％。因此，本专利技术具有宽频带、窄传输带、高吸收率、低插入损耗的优点。
[0022]3.对比最低工作频率的波长λ0，该结构的单元面积仅为0.13λ0×
0.13λ0，单元厚度仅为0.09λ0，实现了单元尺寸小和超薄特性，它得益于FSR单元的小尺寸特性，本专利技术还具有大于40
°
的入射角稳定性。
附图说明
[0023]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图；
[0024]图1是本专利技术提供的整体结构示意图。
[0025]图2是本专利技术的一个实施例的损耗层的上表面结构示意图；
[0026]图3是本专利技术的一个实施例的损耗层的下表面结构示意图；
[0027]图4是本专利技术的一个实施例的传输层的顶视图；
[0028]图5是本专利技术的一个实施例的传输系数和反射系数随频率的变化曲线；
[0029]图6是本专利技术的一个实施例的吸收率随频率的变化曲线；
[0030]图7是本专利技术的一个实施例在TE极化电磁波分别以0
°
、10
°
、20本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有双通带的宽带频率选择吸波体，其特征在于，包括：自上而下依次排列的损耗层和传输层，且所述损耗层和所述传输层之间设置有间隙；所述损耗层包括方环金属贴片、T形金属贴片、折叠方环金属贴片、耶路撒冷十字金属贴片和第一介质板，所述方环金属贴片位于所述第一介质板上表面中心位置，所述方环金属贴片外表面电连接四个所述T形金属贴片，所述T形金属贴片上顺向电连接有电阻元件，所述方环金属贴片内侧包围有所述折叠方环金属贴片，所述耶路撒冷十字金属贴片位于所述第一介质板下表面中心位置；所述传输层包括第一缝隙型谐振器、四个第二缝隙型谐振器和第二介质板，所述第一缝隙型谐振器位于所述第二介质板中心，四个所述第二缝隙型谐振器位于所述第二介质板的四角。2.根据权利要求1所述的一种具有双通带的宽带频率选择吸波体，其特征在于，所述方环金属贴片、所述折叠方环金属贴片、所述第一介质板和所述耶路撒冷十字金属贴片的中心位于同一直线。3.根据权利要求1所述的一种具有双通带的宽带频率选择吸波体，其特征在于，所述方环金属贴片、所述T形金属贴片、所述折叠方环金属贴片和所述耶路撒冷十字金属贴片的各边与所述第一介质板的四边平行或者垂直。4.根据权利要求3所述的一种具有双通带的宽带频率选择吸波体，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：张冠茂，李智航，李仲贤，车宗娥，伦雨鹏，岳娟，冯银海，毕凯云，刁广超，
申请(专利权)人：兰州大学，
类型：发明
国别省市：