一种超色散宽带隐身微结构单元及超色散宽带隐身衣.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115939769A(43)申请公布日2023.04.07(21)申请号202210150977.6(22)申请日2022.02.18(71)申请人浙江大学杭州国际科创中心地址311215浙江省杭州市萧山区建设三路733号(72)发明人蔡通朱蓉蓉沈炼郑斌(74)专利代理机构北京睿智保诚专利代理事务所(普通合伙)11732专利代理师韩迎之(51)Int.Cl.H01Q15/00(2006.01)F41H3/02(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图9页(54)发明名称一种超色散宽带隐身微结构单元及超色散宽带隐身衣(57)摘要本发明公开了一种超色散宽带隐身微结构单元及超色散宽带隐身衣，涉及电磁隐身技术领域，所述微结构单元为四层复合微结构，所述四层复合微结构包括依次排列的金结构地板层和三个各向同性的方形环型结构层；所述四层复合微结构的大小逐层减小；所述四层复合微结构之间为介质层。本发明首次公开一种宽带THz超色散宽带隐身的微结构单元，能够实现宽带隐身，所制成的隐身衣具有超薄、超宽带和全极化的优良特征，可以将隐身衣应用于复杂环境的隐身设计。CN115939769ACN115939769A权利要求书1/1页1.一种超色散宽带隐身微结构单元，其特征在于，所述微结构单元为四层复合微结构，所述四层复合微结构包括依次排列的金结构地板层和三个各向同性的方形环型结构层；所述四层复合微结构的大小逐层减小；所述四层复合微结构之间为介质层。2.根据权利要求1所述的一种超色散宽带隐身微结构单元，其特征在于，所述介质层为聚酰亚胺，介质层的介电常数为εr＝3.0+0.04i。3.根据权利要求1所述的一种超色散宽带隐身微结构单元，其特征在于，每个介质层均为方形，厚度为h＝35μm，宽度为p＝110μm。4.根据权利要求1所述的一种超色散宽带隐身微结构单元，其特征在于，所述微结构单元的相位色散满足g(fi,pi)＝π‑2kih(x)cos(α)，其中fi为工作频率，f1<fi<f3，f1为0.5THz，f3为0.8THz，pi为激励电磁波的工作极化，h(x)为隐身衣表面微结构的高度信息，ki＝2πfi/c是传播常数，α是入射角度。5.根据权利要求1所述的一种超色散宽带隐身微结构单元，其特征在于，所述微结构单元满足因果定律，四层复合微结构材料的介电常数的实部以及虚部满足K‑K关系：其中PV为闭合函数除主轴上α＝ω一点外积分的主值，εR(ω)和εI(ω)分别是四层复合微结构材料的介电常数的实部和虚部，α表示积分频率，ε(∞)表示无穷大频率处的介电常数。6.一种超色散宽带隐身衣，其特征在于，所述超色散宽带隐身衣是采用权利要求1‑5所述的任意一种超色散宽带隐身微结构单元所制成。2CN115939769A说明书1/5页一种超色散宽带隐身微结构单元及超色散宽带隐身衣技术领域[0001]本发明涉及电磁隐身技术领域，更具体的说是涉及一种超色散宽带隐身微结构单元及超色散宽带隐身衣。背景技术[0002]电磁隐身一直是人类的梦想，尤其在现代战争中，电磁隐身成为了决定战争胜负的最重要因素，因此在军事领域具有重要应用价值。20世纪末，随着超材料的兴起以及光学变换理论的提出，电磁隐身技术飞速发展。目前，主流的隐身技术主要有基于光学变换的隐身衣，散射对消隐身衣，隐身披衣，超表面隐身衣以及基于混合技术的隐身衣，其应用领域也拓展到了电磁、声学、热学以及光学领域。然而，几乎所有的隐身技术都受到带宽限制，这主要是由于隐身衣的内在色散属性决定的。[0003]科学家们和工程师们探索了一系列办法去改善隐身衣的带宽。例如，基于光学变换的隐身衣理论上需要复杂的三维无色散材料参数来实现宽带隐身，但实际设计中，宽带无色散的材料参数不满足因果定律，使得光学变换隐身衣带宽较窄。为了实现隐身衣的宽带化，科学家们进行了一定的近似处理，在仅满足二维无色散材料参数情况下，也可以实现宽带完美隐身，以此提出了隐身斗篷概念，但这些隐身衣存在电磁能量横移问题，使得该类隐身衣很容易被精确的位移传感器探测到。基于散射对消技术、有源技术以及超表面技术的隐身衣极大程度地抑制了隐身物体的散射特性，但由于构成隐身衣的材料是由谐振单元组成，这些谐振单元具有强色散特性，因此始终无法解决隐身衣的带宽问题。研究发现，报道的几乎所有隐身衣均希望通过避免或抑制材料色散来实现隐身衣的宽带化，这显然与无源材料的因果定律相矛盾，隐身衣的宽带化成为了急需解决的关键科学问题。发明内容[0004]有鉴于此，本发明提供了一种超色散宽带隐身微结构单元及超色散宽带隐身衣。[0005]为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：[0006]一种超色散宽带隐身微结构单元，所述微结构单元为四层复合微结构，所述四层