CN110190407B - 一种基于电阻膜的宽带吸波器及宽带吸波器阵列 - Google Patents
一种基于电阻膜的宽带吸波器及宽带吸波器阵列 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110190407B CN110190407B CN201910397521.8A CN201910397521A CN110190407B CN 110190407 B CN110190407 B CN 110190407B CN 201910397521 A CN201910397521 A CN 201910397521A CN 110190407 B CN110190407 B CN 110190407B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- resistive film
- wave absorber
- broadband wave
- layer
- dielectric substrate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 title claims abstract description 51
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 34
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 34
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 25
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 4
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 abstract description 9
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q17/00—Devices for absorbing waves radiated from an antenna; Combinations of such devices with active antenna elements or systems
- H01Q17/008—Devices for absorbing waves radiated from an antenna; Combinations of such devices with active antenna elements or systems with a particular shape
Landscapes
- Aerials With Secondary Devices (AREA)
- Shielding Devices Or Components To Electric Or Magnetic Fields (AREA)
Abstract
本发明公开了一种基于电阻膜的宽带吸波器及宽带吸波器阵列，基于电阻膜的宽带吸波器由顶层的电阻膜层、中间层的电阻层、底层的金属背板以及这三层之间的两层空气层组成。电阻膜层是由六边形的介质基底与六边形的电阻膜环组成，电阻层是由六边形的介质基板与加载了电阻的六边形的金属环组成。宽带吸波器阵列采用了三角周期排列，相对于普通的四边形周期排列，具有更好的角度稳定性。本发明相比于普通的加载集总电阻的吸波器具有更宽的吸波带宽与吸波率，在隐身技术与电磁兼容上以及雷达吸波技术上都有着重要的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于电阻膜的宽带吸波器及宽带吸波器阵列，属于电磁场与微波技术领域。
背景技术
所谓电磁吸波结构，是指能将照射到它表面的电磁波能量大部分吸收并转化成其它形式的能量(主要是热能)而几乎无反射的一类材料。研究吸波结构首先要从Salisbury屏和Jaumann吸波体开始的。在一块金属地板前放置一片或两片具有适当阻值的电阻层,就可以形成Salisbury屏或Jaumann吸波体。它们都是具有选择性的电磁波吸收体。由于Salisbury屏独特的频率选择特性、结构形式和针对特定频率设计特性，因此迅速得到了关注，同时也为频率选择表面的发明提供了设计思路。由于FSS的频率选择特性，可以被用于针对性地吸收雷达波或透过雷达波，前者属于吸波结构，后者则是新型雷达罩，因此FSS在雷达吸波领域展现了巨大实用价值和应用前景。
雷达吸波结构对于宽带、强吸收的追求是永无止境的，频率选择表面吸波结构的研究也是不断追求更宽、更强吸收性能的过程。在追求更宽、更强吸波性能时传统的利用集总元件来达到吸波效果时，所达到的带宽十分的有限，而且吸波率往往不是太高。此时利用的电阻膜就能很好的解决这些问题。因此，有必要研究基于电阻膜的宽带吸波器，为电磁隐身、电磁兼容和雷达吸波领域提供重要的技术支持，具有重要的军事和民用价值。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种基于电阻膜的宽带吸波器及宽带吸波器阵列，有效解决了传统的加载集总电阻带宽不足，吸波率不高的现状，为电磁隐身、电磁兼容和雷达吸波领域提供重要的技术支持，具有重要的军事和民用价值。
本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：
一种基于电阻膜的宽带吸波器，包括位于顶层的电阻膜层、位于中间层的电阻层以及位于底层的金属背板，电阻膜层与电阻层之间、电阻层与金属背板之间存在空气层；所述电阻膜层包括正六边形的介质基板和介质基板上正六边形的电阻膜环，且电阻膜环与介质基板的中心重合；所述电阻层包括正六边形的介质基板和介质基板上正六边形的金属环，金属环与介质基板的中心重合，金属环每条边的中间设有一个电阻，相邻两个电阻之间的区域为铜，且该区域为对称六边形，对称六边形其中两条边与金属环的外边缘重合，另两条边与金属环的内边缘重合，最后两条边与外边缘、内边缘垂直，与外边缘、内边缘垂直的两条边长度等于金属环外边缘的边长构成的正六边形的高与金属环内边缘的边长构成的正六边形的高作差所得差值的一半，与外边缘、内边缘垂直的两条边与相邻两个电阻相对的一端重合。
作为本发明宽带吸波器的一种优选方案，所述正六边形的介质基板的厚度为0.25mm，金属背板的厚度为0.5mm，空气层的厚度为4mm。
作为本发明宽带吸波器的一种优选方案，所述正六边形的介质基板的边长为5.5mm，正六边形的电阻膜环的外边长、正六边形的金属环的外边长均为5.25mm，正六边形的电阻膜环外边长与内边长之间的距离为2.3mm，正六边形的金属环外边长与内边长之间的距离为2.3mm。
作为本发明宽带吸波器的一种优选方案，所述电阻大小为220Ω，电阻的长度为1mm。
一种基于电阻膜的宽带吸波器阵列，该阵列包括多个基于电阻膜的宽带吸波器，对于某个基于电阻膜的宽带吸波器，其任意相邻的两条边，共用上述两条边的三个基于电阻膜的宽度吸波器的中心连线为等边三角形。
本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：
1、本发明宽带吸波器采用了电阻膜层与电阻层，通过两个空气层的衔接使基于电阻膜的吸波器有着更宽的带宽以及更高的吸波率，有效的解决了传统吸波器的不足。
2、本发明宽带吸波器阵列采用了三角周期排列，与普通的四边形周期排列相比，吸波结构有着更好的角度稳定性。
附图说明
图1是本发明基于电阻膜的宽带吸波器的单元结构侧视图。
图2是本发明基于电阻膜的宽带吸波器顶层与中间层结构示意图，其中，(a)为电阻膜层，(b)为电阻层。
图3是本发明基于电阻膜的宽带吸波器顶层与中间层的实物图，其中，(a)为电阻膜层，(b)为电阻层。
图4是本发明基于电阻膜的宽带吸波器阵列的吸波率仿真结果图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
如图1、图2的(a)、(b)所示，本发明实施例的基于电阻膜的宽带吸波器单元结构包括顶层的电阻膜层、中间层的电阻层和最下层的金属背板。电阻模层周期结构单元包括六边形的介质基板与基板上的六边形电阻膜环；电阻层金属周期结构单元包括六边形的介质基板与基板上的六边形金属环，金属环每条边上有一个电阻。该吸波结构的总厚度为9mm，其中顶层和中间层都是0.25mm，空气层都是4mm。其中各参数为p＝5.5mm，a＝5.25mm，w＝2.3mm，g＝1mm，t1＝4mm，t2＝0.25mm，R＝220Ω。
本发明实施例的基于电阻膜的宽带吸波器阵列主要是三角周期排列，与普通的四边形周期排列相比，吸波结构有着更好的角度稳定性。
本发明采用了电阻膜层与电阻层，通过两个空气层的衔接使基于电阻膜的吸波器有着更宽的带宽以及更高的吸波率，有效的解决了传统吸波器的不足。
根据基于电阻膜的宽带吸波器的工作频段，介质基板的材料可选择RogersRT5880等，金属结构材料可选择导电性好、性质稳定的金属，如铜、金和铝等，电阻可选择普通的电阻。
图3展示了基于电阻膜的宽带吸波器的实物模型。其中：(a)是基于电阻膜的宽带吸波器实物电阻膜层结构示意图，(b)是基于电阻膜的宽带吸波器实物电阻层结构示意图。
在本实施例中，基于电阻膜的宽带吸波器工作在微波波段，介质基板采用RogersRT5880高频微波板，厚度为0.25mm，采用标准PCB加工工艺在介质基底上制作24×26的金属周期阵列，总的尺寸为255×270mm2，金属结构厚度采用35μm厚度的铜，电阻采用0804的封装。该吸波结构在3.95-26.2GHz内实现了22.25GHz的吸波带宽，其吸波率达到了90％。
图4给出了基于电阻膜的宽带吸波器吸波率的仿真结果图。
以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。
Claims (5)
1.一种基于电阻膜的宽带吸波器，其特征在于，包括位于顶层的电阻膜层、位于中间层的电阻层以及位于底层的金属背板，电阻膜层与电阻层之间、电阻层与金属背板之间存在空气层；所述电阻膜层包括正六边形的介质基板和介质基板上正六边形的电阻膜环，且电阻膜环与介质基板的中心重合；所述电阻层包括正六边形的介质基板和介质基板上正六边形的金属环，金属环与介质基板的中心重合，金属环每条边的中间设有一个电阻，相邻两个电阻之间的区域为铜，且该区域为对称六边形，对称六边形其中两条边与金属环的外边缘重合，另两条边与金属环的内边缘重合，最后两条边与外边缘、内边缘垂直，与外边缘、内边缘垂直的两条边长度等于金属环外边缘的边长构成的正六边形的高与金属环内边缘的边长构成的正六边形的高作差所得差值的一半，与外边缘、内边缘垂直的两条边与相邻两个电阻相对的一端重合。
2.根据权利要求1所述基于电阻膜的宽带吸波器，其特征在于，所述正六边形的介质基板的厚度为0.25mm，金属背板的厚度为0.5mm，空气层的厚度为4mm。
3.根据权利要求1所述基于电阻膜的宽带吸波器，其特征在于，所述正六边形的介质基板的边长为5.5mm，正六边形的电阻膜环的外边长、正六边形的金属环的外边长均为5.25mm，正六边形的电阻膜环外边长与内边长之间的距离为2.3mm，正六边形的金属环外边长与内边长之间的距离为2.3mm。
4.根据权利要求1所述基于电阻膜的宽带吸波器，其特征在于，所述电阻大小为220Ω，电阻的长度为1mm。
5.一种基于电阻膜的宽带吸波器阵列，其特征在于，该阵列包括多个如权利要求1所述的基于电阻膜的宽带吸波器，对于某个基于电阻膜的宽带吸波器，其任意相邻的两条边，共用上述两条边的三个基于电阻膜的宽度吸波器的中心连线为等边三角形。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910397521.8A CN110190407B (zh) | 2019-05-14 | 2019-05-14 | 一种基于电阻膜的宽带吸波器及宽带吸波器阵列 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910397521.8A CN110190407B (zh) | 2019-05-14 | 2019-05-14 | 一种基于电阻膜的宽带吸波器及宽带吸波器阵列 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN110190407A CN110190407A (zh) | 2019-08-30 |
| CN110190407B true CN110190407B (zh) | 2021-03-30 |
Family
ID=67716132
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910397521.8A Active CN110190407B (zh) | 2019-05-14 | 2019-05-14 | 一种基于电阻膜的宽带吸波器及宽带吸波器阵列 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN110190407B (zh) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111146596B (zh) * | 2019-12-30 | 2021-02-26 | 华中科技大学 | 一种复合窗口吸收体的吸波/透波装置 |
| CN111641046B (zh) * | 2020-05-07 | 2021-07-06 | 宁波大学 | 一种微波段宽带圆二色性手性吸波器 |
| CN114649689A (zh) * | 2020-12-18 | 2022-06-21 | 菜鸟智能物流控股有限公司 | 吸波器及其制备方法 |
| CN113097733B (zh) * | 2021-03-11 | 2022-11-01 | 中国科学院国家空间科学中心 | 一种六边形超表面宽带高增益天线 |
| CN113054443B (zh) * | 2021-03-23 | 2024-02-06 | 广东顺德西安交通大学研究院 | 一种低频吸波体 |
| CN113410655B (zh) * | 2021-06-10 | 2022-06-03 | 北京理工大学 | 一种对称g型弯折结构的超宽带吸波体 |
| CN114142246B (zh) * | 2021-11-24 | 2023-06-23 | 中国人民解放军空军工程大学 | 一种基于渐变阻抗的宽频大角度超材料吸波体及制备方法 |
| CN114204279B (zh) * | 2021-12-14 | 2022-08-26 | 中南大学 | 一种电阻加载方形环超宽带吸波结构 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103249290A (zh) * | 2013-05-13 | 2013-08-14 | 电子科技大学 | 一种单层复合单元宽带周期吸波结构 |
| CN106785477A (zh) * | 2017-03-18 | 2017-05-31 | 电子科技大学 | 一种双频宽带吸波器 |
| CN109560374A (zh) * | 2018-11-22 | 2019-04-02 | 西安电子科技大学 | 一种高增益低雷达截面的法布里-珀罗天线 |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6538596B1 (en) * | 2000-05-02 | 2003-03-25 | Bae Systems Information And Electronic Systems Integration Inc. | Thin, broadband salisbury screen absorber |
| CN102811594B (zh) * | 2012-07-31 | 2016-06-15 | 深圳光启创新技术有限公司 | 一种宽频吸波超材料及吸波装置 |
| US9559426B1 (en) * | 2013-04-23 | 2017-01-31 | Imaging Systems Technology, Inc. | Frequency selective surfaces |
| KR20170098074A (ko) * | 2016-02-19 | 2017-08-29 | 국방과학연구소 | 광대역 메타물질 흡수체 |
| CN108541206A (zh) * | 2017-03-05 | 2018-09-14 | 中国人民解放军军械工程学院 | 一种频带可调的电阻膜型高温超材料吸波体 |
| KR101937444B1 (ko) * | 2017-06-08 | 2019-01-11 | 충북대학교 산학협력단 | 다층 구조의 박형 초광대역 전파흡수체 |
| CN107257033A (zh) * | 2017-07-18 | 2017-10-17 | 东南大学 | 基于高阻抗表面实现的多频带吸波器 |
| CN109560390A (zh) * | 2017-09-26 | 2019-04-02 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | 一种金属电阻复合多层多频宽频吸波材料 |
| CN109411892B (zh) * | 2018-09-07 | 2021-08-20 | 西安电子科技大学 | 双频带吸波频率选择表面***及设计方法、飞行器 |
-
2019
- 2019-05-14 CN CN201910397521.8A patent/CN110190407B/zh active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103249290A (zh) * | 2013-05-13 | 2013-08-14 | 电子科技大学 | 一种单层复合单元宽带周期吸波结构 |
| CN106785477A (zh) * | 2017-03-18 | 2017-05-31 | 电子科技大学 | 一种双频宽带吸波器 |
| CN109560374A (zh) * | 2018-11-22 | 2019-04-02 | 西安电子科技大学 | 一种高增益低雷达截面的法布里-珀罗天线 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN110190407A (zh) | 2019-08-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110190407B (zh) | 一种基于电阻膜的宽带吸波器及宽带吸波器阵列 | |
| US9362627B2 (en) | Artificial microstructure and artificial electromagnetic material using the same | |
| CN103700951B (zh) | 复合介质双层fss结构srr金属层超轻薄吸波材料 | |
| CN106469858B (zh) | 一种吸波体结构 | |
| CN107508017B (zh) | 一种带吸型宽带频率选择结构及其应用 | |
| CN108899656B (zh) | 一种加载FSS的Salisbury吸波屏 | |
| CN102769209B (zh) | 一种基于频率选择表面的宽频吸波材料 | |
| WO2007080368A1 (en) | Absorber | |
| CN109659691A (zh) | 一种超材料雷达罩 | |
| CN107342462A (zh) | 具有隐身特性的阵列天线 | |
| CN104852153A (zh) | 一种基于交叉领结形amc的宽带缩减rcs复合材料 | |
| CN105244630A (zh) | 新型三维结构宽带超轻吸波材料及其设计方法 | |
| CN109273863A (zh) | 一种基于电磁谐振的超材料三频吸波结构 | |
| CN110808464B (zh) | 透波/隐身一体化超材料结构及具有其的天线罩、天线窗 | |
| CN106329150B (zh) | 一种吸波超材料 | |
| CN106785476B (zh) | 一种超材料吸波体 | |
| CN210781942U (zh) | 一种用于亚毫米波频段的宽频吸波体 | |
| CN110707434B (zh) | 一种柱面共形的有源频率选择表面吸波装置、其制备和应用 | |
| CN111293441B (zh) | 一种吸透波一体化吸波器 | |
| CN108400448B (zh) | 糖果型超材料吸波器 | |
| JP2009076802A (ja) | 電波吸収体 | |
| CN115473051B (zh) | 一种电磁吸波结构 | |
| CN110718768A (zh) | 一种基于3d结构的频率选择表面吸波器及其实现方法 | |
| CN115842249A (zh) | 基于多层电阻膜的宽带吸波结构及制备方法 | |
| CN114221139A (zh) | 一种具有宽反射带的带隙型吸波板 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |