[发明专利]电场调控单向金属-介质复合隐身器件及制作方法

权利要求书

1.一种电场调控单向金属-介质复合隐身器件，其特征在于，包括：

隐身器件主体，所述隐身器件主体包括第一电介质板、第二电介质板和金属十字阵列；其中，所述第一电介质板的介电常数高于所述第二电介质板的介电常数，所述第一电介质板与所述第二电介质板交替排列构成层状堆叠结构，所述层状堆叠结构为具有菱形柱状空间的菱形柱状体，所述层状堆叠结构的外轮廓在垂直堆叠方向的投影面上的投影为外菱形，所述菱形柱状空间的轮廓在垂直堆叠方向的投影面上的投影为内菱形，所述外菱形的中心与所述内菱形的中心重合，所述外菱形的一对相对的两个顶点与所述内菱形的一对相对的两个顶点重合；所述第一电介质板的两侧面上分别对称附着所述金属十字阵列；

电场调控系统，所述电场调控系统包括直流稳压电源、直流偏压线、斜向金属线和直流电压控制器；其中，所述直流稳压电源用于对所述第一电介质板施加稳定的直流电压，以使所述第一电介质板处于稳定直流电场中；所述第一电介质板的两侧面上的所述斜向金属线穿过所述金属十字阵列中的金属十字的交叉点，并通过所述直流偏压线分别与所述直流稳压电源的正极和负极相连；所述直流电压控制器用于控制所述直流稳压电源的输出电压以调节施加于所述第一电介质板的所述直流电场，从而改变所述第一电介质板本身的介电常数，使所述隐身器件主体的频率特性曲线发生移动，实现对所述隐身器件工作频率的调谐。

2.根据权利要求1所述的电场调控单向金属-介质复合隐身器件，其特征在于，所述第一电介质板的介电常数随电场的变化而变化，并且所述第一电介质的介电常数的数值大于50。

3.根据权利要求2所述的电场调控单向金属-介质复合隐身器件，其特征在于，所述第二电介质板的介电常数范围为0.8～2.0。

4.根据权利要求1所述的电场调控单向金属-介质复合隐身器件，其特征在于，所述隐身器件主体以x’y’z’坐标系为参考时，所述外菱形的一对相对的两个顶点处于x’轴方向上，所述外菱形的另一对相对的两个顶点处于y’轴方向上，所述层状堆叠结构的中心线处在z’轴方向上；所述隐身器件主体在位于所述x’y’z’坐标系的第二象限的部分与所述隐身器件主体在位于所述x’y’z’坐标系的第一象限的部分以y轴对称，所述隐身器件主体在位于所述x’y’z’坐标系的第三象限的部分及所述隐身器件主体在位于所述x’y’z’坐标系的第四象限的部分与所述隐身器件主体在位于所述x’y’z’坐标系的第二象限的部分及所述隐身器件主体在位于所述x’y’z’坐标系的第一象限的部分以x轴对称；所述隐身器件主体在位于所述x’y’z’坐标系的第一象限的部分中的所述金属十字阵列在xyz坐标系中具体为：所述xyz坐标系中的z轴方向与所述x’y’z’坐标系的所述z’轴方向重合，所述xyz坐标系中的x轴方向与所述x’y’z’坐标系的x’轴方向具有夹角θ，所述金属十字阵列中的多个所述金属十字沿x轴方向和y轴方向间隔开排列，且所述金属十字阵列中的所述金属十字的两条金属臂分别平行于x轴方向和y轴方向。

5.根据权利要求4所述的电场调控单向金属-介质复合隐身器件，其特征在于，所述夹角θ满足如下公式：

其中，

β为所述隐身器件主体外部边界与x’轴的夹角；

α为所述隐身器件主体内部边界与x’轴的夹角。

6.根据权利要求4所述的电场调控单向金属-介质复合隐身器件，其特征在于，所述金属十字阵列中的所述金属十字沿x轴和y轴方向的两条金属臂长度不同，所述金属十字阵列沿x轴方向和y轴方向的分布周期不同。

7.根据权利要求6所述的电场调控单向金属-介质复合隐身器件，其特征在于，位于所述x’y’z’坐标系的第一象限中的所述金属十字阵列中的所述金属十字沿所述xyz坐标系的x轴和y轴方向的周期长度均小于所述隐身器件工作频率对应的电磁波波长的1/5。

8.根据权利要求1-7中任意一项所述的电场调控单向金属-介质复合隐身器件，其特征在于，所述第一电介质板的两侧面上的所述金属十字阵列对应地作为正极和负极给所述第一电介质板提供所述直流电场。

9.一种电场调控单向金属-介质复合隐身器件的制作方法，其特征在于，所述电场调控单向金属-介质复合隐身器件为根据权利要求1-8中任意一项所述的电场调控单向金属-介质复合隐身器件，所述制作方法包括如下步骤：

采用机加工的方式加工出所需几何尺寸的所述第一电介质板和所述第二电介质板；

在所述第一电介质板两侧面上加工出所述金属十字阵列和所述斜向金属线，并将所述第一电介质板两侧的斜向金属线通过所述直流偏压线分别接入所述直流稳压电源的正极和负极；

将附着有所述金属十字阵列和所述斜向金属线的所述第一电介质板与第二电介质板交替排列构成层状堆叠结构。