[实用新型]基于水的温控频率选择吸波体

说明书

本实用新型公开了基于水的温控频率选择吸波体，属于隐身领域。包括上层容器(1)、中间水层(2)、下层基板(4)及所述下层基板(4)上表面周期排布的十字缝隙型金属层(3)。所述上层容器与下层基板上表面排布的十字缝隙型金属层(3)保持结构一致，二者构成密闭结构；所述中间水层则填充在该密闭结构中。本实用新型通过将频率选择表面与水这种电磁波高损耗介质结合起来，构建了吸波/透波一体化结构，并满足阻抗匹配条件，达到透射窗口插损小的性能指标。本实用新型以水的色散特性为研究基础，通过对水的温度调控，获得电磁波吸收频带的热可调谐性能。

技术领域

本实用新型涉及一种基于水的温控频率选择吸波体，具体来说，是一种高损耗介质组成的可调型频率选择吸波体，属于隐身技术领域。

背景技术

随着隐身技术的发展与进步，隐身飞行器平台上的雷达天线系统以及各种射频传感器成为雷达散射截面(RCS)的主要贡献源，其隐身技术对于飞行器整体的隐身性能至关重要。但是雷达天线作为信息交互的最前端，必须保证自身正常收发电磁波，不能直接应用外形隐身技术或者涂覆雷达吸波材料等方法来实现其隐身技术。而目前，国内外采用最广泛的隐身技术是频率选择表面(FSS)技术。

FSS是一种周期性排列的贴片或者缝隙阵列，一般为无耗结构，它与电磁波相互作用会表现出带通、带阻等滤波响应，就其本质而言是一个空间滤波器，被广泛应用在隐身雷达天线罩的设计中，用来减小系统的RCS。其中基于带通型FSS设计的天线罩，往往通过共形技术，将带外传输的电磁波反射到其他方向，减小后向散射；这往往导致目标单站RCS的缩减，而不能有效缩减双站RCS，达不到真正隐身的目的。为了改善这一缺点，减少带外的反射特性，电磁超材料吸波体的概念被引入天线罩的设计中，形成具有频率选择特性的吸波体。这一类对某些频带吸收而对某些频带透明的周期结构，称之为有透射窗口的吸波体。这种频率选择吸波体实现了频带透明和隐身的双重功能，因此具有广阔的应用前景。

随着现有技术的不断发展，研究可调谐带外吸收型电磁超材料频选结构对于吸波、隐身以及极化转换等应用来说具有更高的实用价值，它也是未来电磁超常媒质频率选择吸波体研究的一个重要热点。传统的频率选择吸波体多以电阻元器件或者高阻表面等多层复杂结构来实现吸波/透波一体化设计，并且传统的可调谐频率选择吸波体更多以搭载pin二极管为主，但带来结构复杂、加工难度大、走线繁琐等问题。因此，本实用新型通过地球上分布最为广泛的资源---水，提供一种高损耗介质组成的可调谐频率选择吸波体；相对于传统结构来说，其更大程度地节约成本，制备方便且结构简易，更具独特性地实现了电磁波吸收频带的可调谐性能。

实用新型内容

实用新型目的：针对上述背景技术，本实用新型旨在提供一种新颖、电磁性能优异的可调谐型频率选择吸波体，克服上述现有技术中存在的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型设计了基于水的温控频率选择吸波体，所述单元结构包括上层容器1、中间水层2、下层基板4以及所述下层基板4上表面周期排布的十字缝隙型金属层3；所述上层容器1与排布的十字缝隙型金属层3保持结构一致性，同时上层容器 1的下表面突出十字形隔板，延伸至十字缝隙型金属层3处，进而构成密闭结构，所述中间水层2则填充在该密闭结构中。

本实用新型通过对所述基于水的频率选择吸波进行横、纵向的周期性排布，保证了所述单元结构的中间水层2内部处处连通，更恰当地利用水的流动特性；同时，由于密闭结构的形状，中间水层2在填充时被集中性分布成左上、右上、左下、右下等四个矩形方块；每个矩形方块均与相邻三个单元结构中的矩形方块相连接，构成高损耗谐振腔体，实现了基于水的电磁波宽频段吸收性能。

本实用新型通过下层基板4及其正表面刻蚀的十字缝隙型金属层3，实现了频率选择的功能：满足某特定频段无损耗的透射，从而产生低损耗的透射窗口；但对通带外的频段起到金属背板作用，从而使得入射电磁能量更好地被具有电磁波高损耗性能的水所损耗掉，进而构建出吸波/透波一体化结构设计。

本实用新型的有益效果在于：