System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种三频带可切换的超材料吸波体制造技术_技高网

一种三频带可切换的超材料吸波体制造技术

技术编号:40742458 阅读:2 留言:0更新日期:2024-03-25 20:01
本发明专利技术公开了一种三频带可切换的超材料吸波体,超材料吸波体包括M×N个呈矩形阵列排布的吸波体单元,M、N均为≥2的正整数;吸波体单元为十一层结构,沿着入射波的方向,依次为第一金属图案层、第一介质层、第二金属图案层、第一支撑层、第三金属图案层、第二介质层,第二支撑层、第四金属图案层、第三介质层、第三支撑层、金属底板。本发明专利技术通过对第一PIN二极管、第二PIN二极管、第三PIN二极管施加外部电压,控制PIN二极管的状态,对PIN二极管状态进行组合,进而实现不同吸波频带的切换。本发明专利技术提供的三频带可切换的超材料吸波体可以在2.06‑14GHz内实现三个吸波频段的实时切换,具有结构简单、厚度薄优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及微波吸收器件,具体涉及一种频带可调谐的超材料吸波体。


技术介绍

1、数字信息化时代飞速发展,电磁场与电磁波已融入了人们的日常生活中。民用领域中,电磁辐射已经成武四大污染源之一;军用领域中,以电磁对抗技术为基础的信息技术占据了主动权。

2、超材料吸收体作为一种新型人工电磁吸波结构,可以将入射的电磁波的能量转化为热能或其他能量,通过电磁谐振机理产生欧姆损耗或介质损耗,实现电磁波的完美吸收。因此被广泛的应用于电磁屏蔽、无线通信和雷达散射截面降低。

3、有源超材料吸波器在传统的超材料吸波器的基础上添加电可控的有源器件,如pin二极管、变容二极管,mems开关等,通过外加偏置电压,实现超材料吸波器的工作频率可调谐、工作状态可切换。

4、目前,频带可调谐的超材料吸波体可调谐带宽较小,无论是使用pin二极管或是变容管加载在超材料吸波体上,由于有源器件的谐振特性存在着局限性,这就限制了其可调谐带宽,这限制了其在实际工程中的应用。


技术实现思路

1、为了克服现有技术方案的不足,本专利技术设计了一种频带可调谐的超材料吸波体,实现了在2.06-14.0ghz内实现三个频带的切换,且每个频带吸波率均大于90°,以适应动态复杂的电磁环境。为了实现上述技术目的,本专利技术采用如下技术方案:

2、一种三频带可切换的超材料吸波体,超材料吸波体包括m×n个呈矩形阵列排布的吸波体单元,m、n均为≥2的正整数;吸波体单元为十一层结构,沿着入射波的方向,依次为第一金属图案层、第一介质层、第二金属图案层、第一支撑层、第三金属图案层、第二介质层,第二支撑层、第四金属图案层、第三介质层、第三支撑层、金属底板。

3、与现有技术相比,本专利技术的有益效果:

4、本专利技术的频带可调谐的超材料吸波体第一金属图案层使用方环嵌套结构,有利于增大吸收带宽,且利用了第三金属图案层和第四金属图案成均作为可切换传输/反射层,可实现可切换吸波效果,且各个频段互不干扰。因此本专利技术的频带可调谐的超材料吸波体具有以下优点:可以连续动态控制2.06-14.0ghz范围内90%以上的吸收特性;对0-30°入射的电磁波不敏感;选用泡沫作为支撑层,降低了重量,使得超材料吸波体更轻;该吸波体的厚度仅为0.084λ(λ为最小频率所对应的波长),相对于同类型的吸波体而言,实现了更薄的厚度;吸收频段相互独立互不干扰。

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【技术保护点】

1.一种三频带可切换的超材料吸波体,其特征在于,超材料吸波体包括M×N个呈矩形阵列排布的吸波体单元,M、N均为≥2的正整数;

2.根据权利要求1所述的频带可调谐的超材料吸波体,其特征在于:

3.根据权利要求1所述的频带可调谐的超材料吸波体,其特征在于:

4.根据权利要求1所述的频带可调谐的超材料吸波体,其特征在于,第三金属图案层(5)印制在第二介质层(6)上,第三金属图案层(5)包括四个结构相同的第九图案层基本单元(5-1)、第十图案层基本单元(5-2)、第十一图案层基本单元(5-3)、第十二图案层基本单元(5-4);

5.根据权利要求1所述的频带可调谐的超材料吸波体,其特征在于,第一介质层(2)、第二介质层(6)、第三介质层(8)的材质为罗杰斯5880。

6.根据权利要求1所述的频带可调谐的超材料吸波体,其特征在于,第一支撑层(4)、第二支撑层(7)、第三支撑层(10)的材质为聚甲基丙烯酰亚胺泡沫,第一支撑层(4)的厚度h1=3.5mm;第二支撑层(7)的厚度h2=4mm,第三支撑层(10)的厚度h3=4mm。

7.根据权利要求1所述的频带可调谐的超材料吸波体,其特征在于,第一图案层基本单元(1-1)与第二图案层基本单元(1-2)相连的第一PIN二极管(12)导通方式从左向右;第二图案层基本单元(1-2)与第四图案层基本单元(1-4)相连的第一PIN二极管(12)导通方式自上而下;第三图案层基本单元(1-3)与第四图案层基本单元(1-4)相连的第一PIN二极管(12)导通方式自左向右;第一图案的导通方式基本单元(1-1)与第三图案的导通方式基本单元(1-3)相连的第一PIN二极管(12)导通方式自上向下。

8.根据权利要求1所述的频带可调谐的超材料吸波体,其特征在于,第九图案层基本单元(5-1)、第十图案层基本单元(5-2)内的第二PIN二极管(13)的导通方式为自上而下;第十一图案层基本单元(5-3)、第十二图案层基本单元(5-4)内的第二PIN二极管(13)的导通方式为自下而上。

9.根据权利要求1所述的频带可调谐的超材料吸波体,其特征在于,第三金属图案层(5)与第四金属图案层(8)图案相同。

10.根据权利要求1所述的频带可调谐的超材料吸波体,其特征在于,连接在第四金属图案层(8)上的第三PIN二极管(14)的导通情况与连接在第三金属图案层(5)上的第二PIN二极管(13)的导通情况一致。

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【技术特征摘要】

1.一种三频带可切换的超材料吸波体,其特征在于,超材料吸波体包括m×n个呈矩形阵列排布的吸波体单元,m、n均为≥2的正整数;

2.根据权利要求1所述的频带可调谐的超材料吸波体,其特征在于:

3.根据权利要求1所述的频带可调谐的超材料吸波体,其特征在于:

4.根据权利要求1所述的频带可调谐的超材料吸波体,其特征在于,第三金属图案层(5)印制在第二介质层(6)上,第三金属图案层(5)包括四个结构相同的第九图案层基本单元(5-1)、第十图案层基本单元(5-2)、第十一图案层基本单元(5-3)、第十二图案层基本单元(5-4);

5.根据权利要求1所述的频带可调谐的超材料吸波体,其特征在于,第一介质层(2)、第二介质层(6)、第三介质层(8)的材质为罗杰斯5880。

6.根据权利要求1所述的频带可调谐的超材料吸波体,其特征在于,第一支撑层(4)、第二支撑层(7)、第三支撑层(10)的材质为聚甲基丙烯酰亚胺泡沫,第一支撑层(4)的厚度h1=3.5mm;第二支撑层(7)的厚度h2=4mm,第三支撑层(10)的厚度h3=4mm。

7.根据权利要求1所述的频带可调谐的超材料吸波体,其特征在于,第一图案...

【专利技术属性】
技术研发人员:赵雷张冰梅孔祥林张生俊刘佳琪
申请(专利权)人:中国矿业大学
类型:发明
国别省市:

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