专利名称：基于频率选择表面的宽频复合吸波结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种包含频率选择表面的复合吸波结构，该结构具有频带宽，吸波强的特点。
背景技术：
频率选择表面是一种二维周期结构，对于入射的电磁波具有一定的频率选择特性。频率选择表面的应用十分广泛，尤其随着人工电磁媒质技术的发展，将频率选择表面与吸波材料相结合，可以更方便地实现阻抗匹配条件从而改善吸波材料的吸波效能。但是随着人工电磁媒质技术的进步，复合吸波材料除要求轻、薄外，还要求吸波频带尽可能宽，因此研究一种具有宽频带的频率选择表面复合结构具有重要意义。
发明内容
为解决现有技术上的不足，本发明提出了一种具有宽频带的复合吸波结构。其采用以下技术方案:复合吸波结构由紧贴的三层介质层和两层频率选择表面组成，其中两层频率选择表面分别嵌在三层介质层之间。第一层频率选择表面在第一层介质和第二层介质之间，第二层频率选择表面在第二层介质和第三层介质之间。第一层频率选择表面为带通型频率选择表面，第二层频率选择表面为带阻型频率选择表面，第二层介质为磁损耗材料，第三层介质为介电损耗材料。进一步,第一层介质的厚度为0.1mm至4.6mm。本发明利用阻抗匹配规律和频率选择表面的设计原理，通过把多层介质材料和多层频率选择表面复合，达到拓宽带宽，吸波强的目的。
图1为复合吸波结构侧视2 (a)为圆环带通频率选择表面结构示意2(b)圆环单元尺寸示意3(a)为方环带阻频率选择表面结构示意3 (b)方环单元尺寸示意4(a)为四腿加载单元带通频率选择表面结构示意4(b)为四腿加载单元尺寸示意5(a)为三腿加载单元带阻频率选择表面结构示意5(b)为三腿加载单元尺寸示意6 8为频率选择表面为方环和圆环的复合结构测试结果图9为频率选择表面为四腿加载单元和三腿加载单元的复合结构测试结果
具体实施例方式1.复合吸波结构由紧贴的三层介质层和两层频率选择表面组成，如图1所示。第一层介质材料可选用介电常数为1.07,损耗为O的材料，厚度为0.1mm ;第二层介质材料可选用磁导率为5,磁损耗角正切为0.5的磁损耗材料,介质层厚度为2mm ;第三层介质材料可选用介电常数为5,介电损耗角正切为0.5的介电损耗材料，厚度为2_。第一层频率选择表面选用圆环带通型频率选择表面，如图2(a)所示。带通型频率选择表面在某一频段电磁波会发生全透射。如图2(b)所示，外环直径R1为5mm，内环直径R2为4.2mm，外圆环与内圆环之间的黑色区域代表镀金属层，此频率选择表面的通带频段为8GHz至15GHz。第二层频率选择表面选用方环带阻型频率选择表面，如图3(a)所示。带阻型频率选择表面在某一频段电磁波会发生全反射。如图3(b)所示，外方环边长B1为9.2mm,内方环边长a2为9.1mm，外方环与内方环之间的黑色区域代表镀金属层，此频率选择表面的阻带频段为7GHz至IOGHz。频率选择表面都为正方形排列，排列周期为10mm。测试复合结构吸波效能如图6所示，由图可知此复合结构在8.1GHz至17.3GHz超宽频带范围内吸波效能都达到IOdB以上，表现出了较好的吸波效果和超宽频特性。2.复合吸波结构由紧贴的三层介质层和两层频率选择表面组成，如图1所示。第一层介质材料可选用介电常数为1.07,损耗为O的材料，厚度为2mm ;第二层介质材料可选用磁导率为5,磁损耗角正切为0.5的磁损耗材料,介质层厚度为2mm ;第三层介质材料可选用介电常数为5，介电损耗角正切为0.5的介电损耗材料，厚度为2mm。第一层频率选择表面选用圆环带通型频率选择表面，如图2(a)所示。带通型频率选择表面在某一频段电磁波会发生全透射。如图2(b)所示，外环直径R1为5mm，内环直径R2为4.2mm，外圆环与内圆环之间的黑色区域代表镀金属层，此频率选择表面的通带频段为8GHz至15GHz。第二层频率选择表面选用方环带阻型频率选择表面，如图3(a)所示。带阻型频率选择表面在某一频段电磁波会发生全反射。如图3(b)所示，外方环边长B1为9.2mm,内方环边长a2为9.1mm，外方环与内方环之间的黑色区域代表镀金属层，此频率选择表面的阻带频段为7GHz至10GHz。频率选择表面都为正方形排列，排列周期为10mm。测试复合结构吸波效能如图7所示，由图可知此复合结构在8GHz至16GHz超宽频带范围内吸波效能都达到IOdB以上，表现出了较好的吸波效果和超宽频特性。3.复合吸波结构由紧贴的三层介质层和两层频率选择表面组成，如图1所示。第一层介质材料可选用介电常数为1.07,损耗为O的材料，厚度为4.6mm ;第二层介质材料可选用磁导率为5,磁损耗角正切为0.5的磁损耗材料,介质层厚度为2mm;第三层介质材料可选用介电常数为5,介电损耗角正切为0.5的介电损耗材料,厚度为2_。第一层频率选择表面选用圆环带通型频率选择表面，如图2(a)所示。带通型频率选择表面在某一频段电磁波会发生全透射。如图2(b)所示，外环直径R1为5mm，内环直径R2为4.2mm，外圆环与内圆环之间的黑色区域代表镀金属层，此频率选择表面的通带频段为8GHz至15GHz。第二层频率选择表面选用方环带阻型频率选择表面，如图3(a)所示。带阻型频率选择表面在某一频段电磁波会发生全反射。如图3(b)所示，外方环边长B1为9.2mm,内方环边长a2为9.1mm，外方环与内方环之间的黑色区域代表镀金属层，此频率选择表面的阻带频段为7GHz至IOGHz。频率选择表面都为正方形排列，排列周期为10mm。测试复合结构吸波效能如图8所示，由图可知此复合结构在7.6GHz至15.9GHz超宽频带范围内吸波效能都达到IOdB以上，表现出了较好的吸波效果和超宽频特性。复合吸波结构由紧贴的三层介质层和两层频率选择表面组成，如图1所示。第一层介质材料可选用介电常数为1.07,损耗为O的材料,厚度为0.5mm ;第二层介质材料可选用磁导率为5,磁损耗角正切为0.5的磁损耗材料,介质层厚度为2.5mm ;第三层介质材料可选用介电常数为5，介电损耗角正切为0.5的介电损耗材料，厚度为2mm。第一层频率选择表面选用四腿加载单元带通型频率选择表面，如图4(a)所示。带通型频率选择表面在某一频段电磁波会发生全透射。如图4(b)所示，外环边长Hi1为9.8mm，外环宽Ii1为4mm，内环边长m2为5_，内环宽n2为2_，外环与内环之间的黑色区域代表镀金属层，此频率选择表面的通带频段为2.5GHz至6.5GHz。第二层频率选择表面选用三腿加载单元带阻型频率选择表面，如图5(a)所示。带阻型频率选择表面在某一频段电磁波会发生全反射。如图5(b)所示，外环臂长Ii为3.75mm,外环宽Id1为2mm,内环臂长I2为4.02mm,内环宽b2为Imm,外方环与内方环之间的黑色区域代表镀金属层，此频率选择表面的阻带频段为9.5GHz至12.5GHz。频率选择表面都为正方形排列，排列周期为10mm。测试复合结构吸波效能如图9所示，由图可知此复合结构在7.4GHz至14.7GHz超宽频带范围内吸波效能都达到IOdB以上，表现出了较好的吸波效果和超宽频特性。
权利要求
1.一种基于频率选择表面的宽频复合吸波结构，其特征在于:包括紧贴的三层介质层和两层频率选择表面，其中两层频率选择表面分别嵌在三层介质层之间；第一层频率选择表面为带通型频率选择表面，第二层频率选择表面为带阻型频率选择表面，第二层介质为磁损耗材料，第三层介质为介电损耗材料。
2.根据权利要求1所述的基于频率选择表面的宽频复合吸波结构，其特征在于:第一层介质的厚度为0.1mm至4.6mm。
全文摘要
本发明涉及基于频率选择表面的宽频复合吸波结构。该结构由三层介质材料和两层频率选择表面组成。如图所示，空白部分代表介质层，阴影部分代表频率选择表面。第一层频率选择表面放在第一层介质和第二层介质层之间，第二层频率选择表面放在第二层介质和第三层介质层之间。此复合结构具有超宽频带特性和较好的吸波效果。
文档编号H01Q17/00GK103151619SQ201310042900
公开日2013年6月12日 申请日期2013年2月3日 优先权日2013年2月3日
发明者王群, 郑晓静, 施楣梧, 唐章宏, 李永利 申请人:北京工业大学