一种针对大角度的双极化宽带电磁透明减反装置制造方法及图纸

本技术提供一种针对大角度的双极化宽带电磁透明减反装置，包括介质基板和亚表面，所述亚表面嵌合于所述介质基板内；所述亚表面是由多组金属结构周期性排布构成；每组所述金属结构均是由一根所述金属线I和两根所述金属线II构成，且一根所述金属线I设置于两根所述金属线II的一侧；所述金属线I的长度大于所述金属线II的长度。本技术可解决介质基板在大角度下有效工作带宽窄，电磁透过率低的问题，且在双极化下均可工作具有较强的实用价值，同时整体架构简单，稳定性强，便于加工和集成。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及微波频段电磁波调控，具体涉及一种针对大角度的双极化宽带电磁透明减反装置。

技术介绍

1、在诸多使用电磁波(em)工作的电磁器件(如天线罩、电子传感器等)的实际应用中，通常需要采用em透明材料来作为透镜或保护外壳，用以保证其较高的工作性能。因此开发一种能够在双极化的大范围入射角下高效传输电磁波的电磁透明材料是非常重要的。

2、然而，由于天然材料固有的比真空更高的介电常数，当电磁波撞击空气-基底界面时，总是存在的一定的反射，特别是在极端入射角下，反射非常强烈，以致电磁器件将会受到不利影响，甚至无法工作。在很多应用环境中电磁波往往以大角度入射，而在大角度下，由于介质与空气间的阻抗不匹配，电磁波透过率往往较低。在tm极化下由于brewster角的存在，阻抗不匹配现象一般较轻，但在te极化下由于不存在brewster角，阻抗不匹配现象随角度增大而愈发严重，严重影响电磁设备工作性能。

3、目前，为了实现高透明性，已经开发了许多抗反射技术，其中大多数是附着在空气-电介质界面上的表面贴装层或膜。虽然非常光传输(eot)和电磁感应透明(eit)可以实现高电磁透明，但带宽非常窄，并且在斜入射下工作频率总是发生显著变化。比如频率选择表面(fss)在中小入射角下有很好的增透效果，但在大入射角下几乎没有效果，特别是对te极化波。此外，传统的抗反射膜的厚度通常是与波长范围相关，并且需要附着在电介质材料的两侧，这在微波范围的实际应用中是不利的。因此，需要开发在极端入射角下具有宽带和偏振无关的em透明性的嵌入式超薄抗反射膜。</p>

4、我们在研究过程中发现，通过加载工作在整个ku带的金属结构来增强极端角度下介质板的te极化透射，然而，tm偏振波入射下的原始透射带受到不利影响，因为金属结构产生沿x轴方向的表面电流。之后，我们进一步提出通过调整介质板的有效介电常数来同时增强te和tm极化传输。然而，在极端角度下，抗反射带宽仍然相当窄。极端角度下的宽带双偏振增透技术有待进一步发展。

技术实现思路

1、为了解决极端角度下的宽带双偏振增透的问题，本技术的目的在于提供一种针对大角度的双极化可定制宽带电磁透明减反装置。本技术可解决介质基板在大角度下有效工作带宽窄，电磁透过率低的问题，且在双极化下均可工作具有较强的实用价值，同时整体架构简单，稳定性强，便于加工和集成。

2、为实现上述目的，本技术的技术方案如下。

3、一种针对大角度的双极化宽带电磁透明减反装置，包括介质基板和亚表面，所述亚表面嵌合于所述介质基板内；

4、所述亚表面是由多组金属结构周期性排布构成；每组所述金属结构均是由一根所述金属线i和两根所述金属线ii构成，且一根所述金属线i设置于两根所述金属线ii的一侧；所述金属线i的长度大于所述金属线ii的长度。

5、进一步，一根所述金属线i和两根所述金属线ii均沿同一方向周期性排布。也即，多个所述金属结构沿同一方向周期性排布，且位于同一平面上。

6、进一步，所述金属线i和所述金属线ii的间距为2.6mm，相邻两个所述金属线ii的间距为0.1mm。

7、进一步，所述金属结构沿水平方向的周期为5.2mm，所述金属结构沿垂直方向的周期为5.2mm。

8、进一步，所述金属线i和所述金属线ii的宽度均相同。

9、更进一步，所述金属线i和所述金属线ii的宽度均为0.5～1mm。

10、进一步，所述介质基板的材料为陶瓷基复合材料，所述介质基板的厚度为5～6mm。

11、进一步，所述金属结构的材料为铜，所述金属线i和所述金属线ii的厚度均为0.02mm。

12、进一步，所述亚表面嵌合于所述介质基板的中部。

13、本技术的有益效果：

14、1、本技术提供了一种针对大角度的双极化宽带电磁透明减反装置，在te极化大角度入射下，通过长金属线的类等离子体效应，介质基板自身的半波壁效应以及短金属线的网格模式效应分别在装置工作频段的低频，中频和高频实现电磁透射率增强。由于谐振器均由金属线构成，具有较强的各向异性，所以不会影响介质基板原始较高的tm极化透过率，最后实现大角度下的双极化宽带电磁透明。同时由于类等离子体和网格模式效应的谐振频率与金属线宽度和排布周期之间存在函数关系，所以可针对不同的入射角度改变自身结构参数，从而具有在该角度下最好的透射效果，实现角度定制。

15、2、本技术可解决介质基板在大角度下有效工作带宽窄，电磁透过率低的问题，且在双极化下均可工作具有较强的实用价值，同时整体架构简单，稳定性强，便于加工和集成。

16、3、本技术提供了一种在极端角度下实现宽带电磁透明的有效途径，并可能在通信、雷达等领域得到广泛应用。

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【技术保护点】

1.一种针对大角度的双极化宽带电磁透明减反装置，其特征在于，包括介质基板(3)和亚表面，所述亚表面嵌合于所述介质基板(3)内；

2.根据权利要求1所述的针对大角度的双极化宽带电磁透明减反装置，其特征在于，所述金属线I(1)和所述金属线II(2)的间距为2.6mm，相邻两个所述金属线II(2)的间距为0.1mm。

3.根据权利要求1所述的针对大角度的双极化宽带电磁透明减反装置，其特征在于，所述金属结构沿水平方向的周期为5.2mm，所述金属结构沿垂直方向的周期为5.2mm。

4.根据权利要求1所述的针对大角度的双极化宽带电磁透明减反装置，其特征在于，所述金属线I(1)和所述金属线II(2)的宽度均相同。

5.根据权利要求4所述的针对大角度的双极化宽带电磁透明减反装置，其特征在于，所述金属线I(1)和所述金属线II(2)的宽度均为0.5～1mm。

6.根据权利要求1所述的针对大角度的双极化宽带电磁透明减反装置，其特征在于，所述介质基板(3)的材料为陶瓷基复合材料，所述介质基板(3)的厚度为5～6mm。

7.根据权利要求1所述的针对大角度的双极化宽带电磁透明减反装置，其特征在于，所述金属结构的材料为铜，所述金属线I(1)和所述金属线II(2)的厚度均为0.02mm。

8.根据权利要求1所述的针对大角度的双极化宽带电磁透明减反装置，其特征在于，所述亚表面嵌合于所述介质基板(3)的中部。

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【技术特征摘要】

1.一种针对大角度的双极化宽带电磁透明减反装置，其特征在于，包括介质基板(3)和亚表面，所述亚表面嵌合于所述介质基板(3)内；

2.根据权利要求1所述的针对大角度的双极化宽带电磁透明减反装置，其特征在于，所述金属线i(1)和所述金属线ii(2)的间距为2.6mm，相邻两个所述金属线ii(2)的间距为0.1mm。

3.根据权利要求1所述的针对大角度的双极化宽带电磁透明减反装置，其特征在于，所述金属结构沿水平方向的周期为5.2mm，所述金属结构沿垂直方向的周期为5.2mm。

4.根据权利要求1所述的针对大角度的双极化宽带电磁透明减反装置，其特征在于，所述金属线i(1)和所述金属线ii(2)的宽度均相同...

【专利技术属性】
技术研发人员：王甲富，李铁夫，楚遵天，王振旭，冯存前，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：