一种宽带吸波蜂窝复合结构.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114498056A(43)申请公布日2022.05.13(21)申请号202210166238.6(22)申请日2022.02.23(71)申请人电子科技大学地址611731四川省成都市高新区（西区）西源大道2006号(72)发明人周佩珩薛万龙陈海燕蒋文颖张国瑞(74)专利代理机构电子科技大学专利中心51203专利代理师闫树平(51)Int.Cl.H01Q15/00(2006.01)H01Q17/00(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图3页(54)发明名称一种宽带吸波蜂窝复合结构(57)摘要本发明属于雷达吸波材料领域，具涉及一种宽带吸波蜂窝复合结构。本发明结构设计简单灵活，基于吸波蜂窝本身良好的吸波性能，通过引入吸波蜂窝下方的底部超表面调整超材料单元结构设计异向反射频点，结合两个结构的优异性能，针对优化吸波蜂窝本身出现的二分之一波长反射峰问题，使电磁波在吸波蜂窝中的传播路径长度和传播方向发生改变，电磁波无法在复合结构表面形成干涉相长并且在吸波蜂窝中路径变长，因此在设计频点处形成强吸收，优化了二分之一波长频段的吸波性能，拓宽吸波带宽，并且底层超表面不影响吸波蜂窝其他频段的性能。本发明结构具有宽频吸波性能，并且极化不敏感，结构简单等特点，可以应用于雷达吸波领域。CN114498056ACN114498056A权利要求书1/1页1.一种宽带吸波蜂窝复合结构，其特征在于：包括底层超表面和设置在底层超表面上方的吸波蜂窝；所述吸波蜂窝是带有吸波涂层的蜂窝孔单元构成的蜂窝结构，由芳纶纸蜂窝浸渍吸波浆料制备而成；所述底层超表面为金属‑介质‑金属的三层叠层结构，下层是金属背板，中间层为介质层，顶层是金属图形的超表面单元周期结构；底层超表面在二分之一波长频段电磁波入射时，在设计的频点形成异向反射，改变电磁波路径，消除干涉相长，从而降低反射率优化复合结构二分之一波长频段的吸波性能。2.如权利要求1所述宽带吸波蜂窝复合结构，其特征在于：所述吸波蜂窝，在2‑18GHz宽带范围内对电磁波实现全频段平均大于90％的有效吸收并且极化不敏感，除二分之一波长反射峰频段外，其他频段平均反射率在‑15dB以下。3.如权利要求1所述宽带吸波蜂窝复合结构，其特征在于：所述吸波蜂窝的蜂窝孔单元的横截面为正六边形，浸渍吸波浆料后其等效相对介电常数实部为电1.45≦εr'≦2.00,损耗正切角为0.6≦tanδε≦1.8，等效相对磁导率实部0.945≦μr'≦1.005,损耗正切角0.01≦tanδμ≦0.05。4.如权利要求1所述宽带吸波蜂窝复合结构，其特征在于：所述底层超表面采用：厚度0.05mm的Cu金属底板层，厚度1mm的中间FR4介质层，超表面单元阵列为Cu金属贴片,厚度为0.05mm；底层超表面的介电常数实部为电4.2≦εr'≦4.7，损耗正切角为0.021≦tanδε≦0.023，等效相对磁导率实部0.995≦μr'≦1.005,损耗正切角0.01≦tanδμ≦0.05；超表面单元为边长a0＝13mm的正方形，金属图形为正方形铜贴片，根据查超表面设计，正方形铜贴片的单元尺寸分别为8.5mm、10.3mm、10.67mm、10.85mm、11.00mm、11.20mm、11.50mm和12.50mm，共计8种不同大小；超表面单元在整个xoy平面上，x方向按照单元贴片边长大小梯度周期排列，y方向上两个相同单元为一组，梯度周期排列，通过调整正方形铜贴片单元边长来设计相位梯度，从而设计异向散射超表面。2CN114498056A说明书1/3页一种宽带吸波蜂窝复合结构技术领域[0001]本发明属于雷达吸波材料领域，具涉及一种宽带吸波蜂窝复合结构。背景技术[0002]发明于二战时期的雷达技术的诞生加快了战争的步伐，隐身技术为增强武器装备的突防性能应运而生。隐身技术分为外形隐身和电磁吸波结构隐身，在现代战场越来越复杂的电磁波环境发挥极其重要的作用。近些年来随着雷达技术和通信技术尤其是5G的发展，人们对宽带的吸波结构需求越来越迫切。[0003]传统的宽带吸波结构如吸波泡棉、Jaumann吸波体在得到宽带吸收性能的同时，牺牲了厚度，大部分在400mm以上甚至达到600mm，并且力学性能差。吸波蜂窝结构是结合力学性能和宽带吸波性能的优异吸波结构,因此早在上世纪就已经在国外开始研究和应用，最著名的应用当属于美国的B‑2轰炸机。[0004]吸波蜂窝是由芳纶纸蜂窝浸渍吸波浆料制备而成，在雷达波段2‑18GHz有宽带的吸波性能，但是由于吸波蜂窝本身具有厚度，会出现传播距离二分之一波长的干涉相长，在二分之一波长处有强反射峰，在此频段吸波性能较差，如果能够解决该强反射峰，优化吸波蜂窝二分之一频段的反射率，就能够拓宽吸波蜂