本发明涉及电磁吸收领域,具体涉及一种超宽带电磁吸收器及电磁防护装置。
背景技术:
1、随着电磁环境的日益复杂和雷达系统的不断发展,探测频谱的扩大有明显的趋势。飞行器的电磁防护问题日益严重。减小飞机的rcs (radar cross section,雷达散射截面)是提高飞机隐身能力的一个重要研究领域。吸波材料可以作为飞机表面的保护涂层,减轻外部设备的电磁干扰,提升飞行器电磁防护能力。传统的涂敷型吸波材料吸波性能有限,无法满足日益复杂电磁环境下的飞行器防护需求。电磁吸收器借助电响应或磁响应对入射到飞行器表面的雷达波进行吸收,是目前研究的热点。目前研究中的电磁吸收器发展自salisbury屏的经典吸收结构,仍然存在带宽和剖面高度之间的相互制约,在单元大小、剖面高度、吸收带宽等吸收器重要指标中存在局限。
技术实现思路
1、本发明的目的在于克服现有技术的缺点,提供一种超宽带电磁吸收器及电磁防护装置,极大地拓展了电磁吸收器宽带。
2、本发明采取如下技术方案实现上述目的,第一方面,本发明提供一种超宽带电磁吸收器,包括低频吸收层5、第一空气层4、高频吸收层3、第二空气层2以及金属地板1,金属地板1上方为高频吸收层3,金属地板1与高频吸收层3之间设置第二空气层2,高频吸收层3上方为低频吸收层5,高频吸收层3与低频吸收层5之间设置第一空气层4,通过高频吸收层3与低频吸收层5堆叠的方式拓展电磁吸收器的吸收宽带。
3、进一步的是,高频吸收层3和低频吸收层5与金属地板1之间的距离均满足中心吸收频率对应波长的四分之一。
4、进一步的是,所述高频吸收层3采用多谐振结构级联的方式拓展吸收带宽,高频吸收层为单面印制金属并焊接电阻的薄介质基板,由靠近周期性单元外侧的低频谐振结构3-1和高频谐振结构3-2组成,低频谐振结构3-1和高频谐振结构3-2均为环状结构,并在环状结构每条边的中心位置加载了集总电阻。
5、进一步的是,所述低频吸收层5为单面印制金属并焊接电阻的薄介质基板,采用弯折金属方环结构,方环结构的每边加载了边缘电阻5-1以及中心电阻5-2。
6、进一步的是,低频吸收层5在低频的状态下,弯折金属结构等效为一个方形环路,等效电路为rlc串联谐振电路,在该状态下采取加载边缘电阻5-1的方法增强吸收性能;
7、低频吸收层5在较高频率的状态下,弯折金属的固有电容和电感形成lc并联谐振电路,在该状态下采取加载中心电阻5-2的方法增强吸收性能。
8、第二方面,本发明提供了一种电磁防护装置,所述电磁防护装置包含如上述所述的超宽带电磁吸收器。
9、本发明的有益效果为:
10、本发明通过将高频吸收层、低频吸收层堆叠的方法,兼顾了低频段和高频段的吸收效果;通过多谐振结构级联的设计方法,在同层内拓展了吸收带宽;通过采用低频吸收层采用弯折金属方环结构,并采用每边多电阻加载的方法,实现了小型化的单元设计,提升了整个频段内的吸收性能。采用本设计方法,能够实现超宽带电磁吸收器的设计,吸收带宽覆盖s、c、x、ku波段,剖面高度低于20 mm。
1.一种超宽带电磁吸收器,其特征在于,包括低频吸收层(5)、第一空气层(4)、高频吸收层(3)、第二空气层(2)以及金属地板(1),金属地板(1)上方为高频吸收层(3),金属地板(1)与高频吸收层(3)之间设置第二空气层(2),高频吸收层(3)上方为低频吸收层(5),高频吸收层(3)与低频吸收层(5)之间设置第一空气层(4),通过高频吸收层(3)与低频吸收层(5)堆叠的方式拓展电磁吸收器的吸收宽带。
2.根据权利要求1所述的超宽带电磁吸收器,其特征在于,高频吸收层(3)和低频吸收层(5)与金属地板(1)之间的距离均满足中心吸收频率对应波长的四分之一。
3.根据权利要求1所述的超宽带电磁吸收器,其特征在于,所述高频吸收层(3)采用多谐振结构级联的方式拓展吸收带宽,高频吸收层为单面印制金属并焊接电阻的介质基板,由靠近周期性单元外侧的低频谐振结构(3-1)和高频谐振结构(3-2)组成,低频谐振结构(3-1)和高频谐振结构(3-2)均为环状结构,并在环状结构每条边的中心位置加载了集总电阻。
4.根据权利要求1所述的超宽带电磁吸收器,其特征在于,所述低频吸收层(5)为单面印制金属并焊接电阻的介质基板,采用弯折金属方环结构,方环结构的每条边加载了边缘电阻(5-1)以及中心电阻(5-2)。
5.根据权利要求4所述的超宽带电磁吸收器,其特征在于,低频吸收层(5)在s波段,弯折金属结构等效为一个方形环路,等效电路为rlc串联谐振电路,在该状态下采取加载边缘电阻(5-1)的方法增强吸收性能;
6.一种电磁防护装置,其特征在于,所述电磁防护装置包含如权利要求1-5任意一项所述的超宽带电磁吸收器。