本实用新型专利技术公开了一种双层带阻耦合型耐高温双通带透波超构体，包括金属结构层和介质层；所述金属结构层包含第一金属结构层和第二金属结构层，介质层包含介质上层、介质中层和介质下层，所述介质上层和介质下层分别对称设置于介质中层的上表面和下表面上；第一金属结构层设置于介质上层和介质中层之间的夹层中，第二金属结构层设置于介质中层和介质下层之间的夹层中；所述第一金属结构层和第二金属结构层均为耶路撒冷十字结构。本实用新型专利技术提供的双层带阻耦合型耐高温双通带透波超构体能够解决传统的耐高温陶瓷材料被引入到频率选择表面设计中，但是其在电磁性能调控自由度方面仍需进一步研究的技术问题。仍需进一步研究的技术问题。仍需进一步研究的技术问题。
【技术实现步骤摘要】
一种双层带阻耦合型耐高温双通带透波超构体
[0001]本技术属于新型人工电磁材料
，具体涉及一种双层带阻耦合型耐高温双通带透波超构体。
技术介绍
[0002]在自由空间中，材料可以对电磁波产生反射、透射、折射、偏射、吸收等响应。针对频率选择透波需求，超表面结构体能够发挥良好的效果。通过周期或准周期型的亚波长尺度级结构单元设计，可以赋予超构体精确的工作频率、工作带宽以及高透波效率。
[0003]目前，在常温(
‑
50℃～100℃)状态下，单通带、双通带甚至多通带型透波超构体的设计技术已经日趋完善，且在透波天线罩、收发异频通信、抗干扰通信方面有着较多的应用。然而，随着温度的升高，已有的吸波设计材料体系面临着介电参数随温度变化而带来的巨大挑战，其电磁性能随着温度的升高将会严重下滑甚至失效。
[0004]为满足高温下的电磁透波需求，传统的耐高温陶瓷材料被引入到频率选择表面设计中，但是其在电磁性能调控自由度方面仍需进一步研究。因此，如何在确保耐温性能的同时，最大限度地发挥超构体的设计优势是本领域技术人员亟待解决的问题。
技术实现思路
[0005]本技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种双层带阻耦合型耐高温双通带透波超构体。
[0006]为实现上述目的，本技术采用的技术方案是：
[0007]一种双层带阻耦合型耐高温双通带透波超构体，包括金属结构层和介质层；
[0008]所述金属结构层包含第一金属结构层和第二金属结构层，介质层包含介质上层、介质中层和介质下层，所述介质上层和介质下层分别对称设置于介质中层的上表面和下表面上；
[0009]第一金属结构层设置于介质上层和介质中层之间的夹层中，第二金属结构层设置于介质中层和介质下层之间的夹层中；
[0010]所述第一金属结构层和第二金属结构层均为耶路撒冷十字结构。
[0011]优选的，第一金属结构层和第二金属结构层的尺寸不同，且第一金属结构层和第二金属结构层的中心相对齐。
[0012]优选的，超构体的单元结构周期p＝7mm，厚度d＝0.5mm。
[0013]优选的，介质上层的厚度d1与介质下层的厚度d3相同，且d1＝d3＝0.15mm，介质中层的厚度d2＝0.2mm。
[0014]优选的，第一金属结构层的单元结构长度a1＝5mm，宽度b1＝2.4mm，金属线宽w
11
＝0.3mm、w
12
＝0.2mm，金属层厚度t1＝0.02mm。
[0015]优选的，第二金属结构层的单元结构长度a2＝3.2mm，宽度b1＝1.7mm，金属线宽w
21
＝0.3mm、w
22
＝0.2mm，金属层厚度t2＝0.02mm。
[0016]优选的，第一金属结构层和第二金属结构层的材质为固态金属钨。
[0017]优选的，介质上层、介质中层和介质下层的材质均为氮化铝陶瓷。
[0018]本技术与现有技术相比，其有益效果在于：
[0019](1)本技术提供的双通带透波超构体的设计性强，可通过调整金属单元结构参数改变谐振频率，实现透射通带的灵活调控。
[0020](2)本技术提供的超构体设计不仅仅适用于双通带设计，通过夹层数量或及金属结构形状的变化可研究设计多通带透波性能设计；
[0021](3)本技术提供的超构体的结构对金属固有性能的保护性强，通过夹层设计的模式，使得易氧化的金属钨在高温环境下保持了良好的导电性能，为超构体设计向高温领域发展提供了一种设计基础。
附图说明
[0022]图1为本技术实施例提供的双层带阻耦合型耐高温双通带透波超构体在分解状态下的单元结构示意图；
[0023]图2为本技术实施例提供的第一金属结构层和第二金属结构层的单元结构参数示意图；
[0024]其中：图2(a)为第一金属结构层的单元结构参数示意图；图2(b)为第二金属结构层的单元结构参数示意图；
[0025]图3为本技术实施例提供的双层带阻耦合型耐高温双通带透波超构体的右视图；
[0026]图4为本技术实施例提供的双层带阻耦合型耐高温双通带透波超构体的17
×
17结构单元样品的俯视图和仰视图；
[0027]其中：图4(a)为俯视图；图4(b)为仰视图；
[0028]图5为本技术实施例提供的双层带阻耦合型耐高温双通带透波超构体在不同温度下的S参数仿真曲线图；
[0029]其中：图5(a)为在室温下的S参数仿真曲线图；图5(b)为在500℃下的S参数仿真曲线图；图5(c)为在900℃下的S参数仿真曲线图；
[0030]图6为本技术实施例提供的双通带透波超构体在不同温度下的透射率测试曲线图；
[0031]图7为本技术实施例提供的双通带透波超构体在900℃环境和y极化电磁波入射下于不同频率下的电流分布图；
[0032]其中，图7(a)为9.64GHz和13.29GHz处的电流沿y分量的分布图；图 7(b)为11.84GHz和14.72GHz处的电流沿y分量的分布图；
[0033]图中：1、介质上层；2、第一金属结构层；3、介质中层；4、第二金属结构层；5、介质下层。
具体实施方式
[0034]为了更清楚地说明本技术实施例及其设计方案，下面将对本实施例所需的附图作简单地介绍。下面描述中的附图仅仅是本技术的部分实施例，对于本领域普通技
术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0035]实施例1
[0036]如图1至图3所示，本技术实施例提供了一种双层带阻耦合型耐高温双通带透波超构体，具体包括金属结构层和介质层；
[0037]所述金属结构层包含第一金属结构层2和第二金属结构层4，介质层包含介质上层1、介质中层3和介质下层5，所述介质上层1和介质下层5分别对称设置于介质中层3的上表面和下表面上；
[0038]第一金属结构层2设置于介质上层1和介质中层3之间的夹层中，第二金属结构层4设置于介质中层3和介质下层5之间的夹层中；
[0039]所述第一金属结构层2和第二金属结构层4均为耶路撒冷十字结构。本技术实施例通过将第一金属结构层2和第二金属结构层4设计为特殊的耶路撒冷十字结构，由于金属耶路撒冷十字结构的等效电路模型中具有电容、电感以及电阻，所以通过将耶路撒冷十字结构特殊的尺寸参数设计能够改变超表面结构的等效电容值、电感值从而实现频率选择谐振频率的控制。
[0040]第一金属结构层2和第二金属结构层4的尺寸不同，且第一金属结构层2 和第二金属结构层4的中心相对齐。通过将第一金属结构层2和第二金属结构层4的尺寸设计为不同，能够使第一金属结构层2和第二金属结构层4对应的工作频率不同，实现双通带透波性能设计，且第一金属结构层2和第二金属结构层本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种双层带阻耦合型耐高温双通带透波超构体，其特征在于，包括金属结构层和介质层；所述金属结构层包含第一金属结构层(2)和第二金属结构层(4)，介质层包含介质上层(1)、介质中层(3)和介质下层(5)，所述介质上层(1)和介质下层(5)分别对称设置于介质中层(3)的上表面和下表面上；第一金属结构层(2)设置于介质上层(1)和介质中层(3)之间的夹层中，第二金属结构层(4)设置于介质中层(3)和介质下层(5)之间的夹层中；所述第一金属结构层(2)和第二金属结构层(4)均为耶路撒冷十字结构。2.如权利要求1所述的双层带阻耦合型耐高温双通带透波超构体，其特征在于，所述第一金属结构层(2)和第二金属结构层(4)的尺寸不同，且第一金属结构层(2)和第二金属结构层(4)的中心相对齐。3.如权利要求1所述的双层带阻耦合型耐高温双通带透波超构体，其特征在于，所述超构体的单元结构周期p＝7mm，厚度d＝0.5mm。4.如权利要求1所述的双层带阻耦合型耐高温双通带透波超构体，其特征在于，所述介质上层(1)的厚度d1与介质下层的厚度d3相...
【专利技术属性】
技术研发人员：袁琦，蒋李鑫，封波，朱志标，蒋进明，李勇峰，闫明宝，屈绍波，
申请(专利权)人：中国人民解放军空军工程大学，
类型：新型
国别省市：
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