[实用新型]一种多频带有源超材料吸波器

说明书

本实用新型公开了一种多频带有源超材料吸波器，包括介质基板、印制在介质基板的顶面的超表面金属谐振阵列层、加载在超表面金属谐振阵列层上的变容二极管及印制在介质基板的背面的金属接地层，其特征在于：所述超表面金属谐振阵列层由沿介质基板的顶面的X轴方向和Y轴方向连续排列的多个单元结构组成，每个所述单元结构均包括一个金属圆片及均匀分布于金属圆片外圆周的外侧的四个三角形金属贴片，在每个所述单元结构中，每个所述三角形金属贴片与所述金属圆片之间均焊接有变容二极管。本实用新型的吸波器具有多个吸波频带，通过调节变容二极管的偏置电压可以进行连续调谐，调节吸波器的吸波性能。

技术领域

本实用新型涉及电磁波吸波技术领域，具体涉及一种多频带有源超材料吸波器。

背景技术

吸波材料是有效吸收投射到它表面的电磁波，显著降低目标回波强度的一类功能材料，传统吸波材料如铁氧体、金属微粉、碳化硅、导电纤维等存在厚、重、稳定性差等缺点，应用范围受到限制。新型超材料的出现，克服了衍射效应给传统吸波材料带来的厚度限制，具有厚度薄、质量轻、吸收强等优点。超材料是一种由亚波长微结构单元按照一定规律排列所构成的人工材料。可以通过调节结构单元的几何形状、尺寸和分布形式来调控材料的谐振特性。超材料可以呈现天然材料所不具备的超长物理性能，即负折射率、负磁导率、负介电常数等。因此，超材料吸波材料在雷达、电磁隐身等军事领域具有极大的应用价值。

目前，基于超材料的吸波材料发展迅速，一些极化不敏感、宽入射角、多频带、宽频带的吸波结构不断被提出，但这些超材料吸波器都是无源器件，其吸波功能单一，工作频率和吸波性能不可调节，在实际应用中受到很大的限制。

发明内容

本实用新型所要解决的是现有的超材料吸波器频率单一、吸波性能不可调节的问题，提供一种多频带有源超材料吸波器。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：一种多频带有源超材料吸波器，包括介质基板、印制在介质基板的顶面的超表面金属谐振阵列层、加载在超表面金属谐振阵列层上的变容二极管及印制在介质基板的背面的金属接地层，所述超表面金属谐振阵列层由沿介质基板的顶面的X轴方向和Y轴方向连续排列的多个单元结构组成，每个所述单元结构均包括一个金属圆片及均匀分布于金属圆片外圆周的外侧的四个三角形金属贴片，在每个所述单元结构中，每个所述三角形金属贴片与所述金属圆片之间均焊接有变容二极管。

在Y轴方向上，相邻两单元结构的金属圆片之间均连接有第一金属臂。

在每个所述单元结构中，在Y轴方向上，相邻两三角形金属贴片之间均连接有第二金属臂。

在每个所述单元结构中，四个所述三角形金属贴片的结构尺寸均相同。

所述介质基板为耐燃等级为FR-4的绝缘材料板，该板材的介电常数为4.3，损耗正切角为0.025。

所述介质基板的尺寸为16mm×16mm×1.5mm。

所述变容二极管为型号SMV2202-040LF的变容二极管。

所述超表面金属谐振阵列层为铜箔层，该铜箔层的厚度为0.035mm。

所述金属接地层为铜箔层。

本实用新型的有益效果是：本实用新型在不改变结构的情况下，通过改变施加在变容二极管的偏置电压V，即可使电磁波的频率吸波特性连续可调，改变其吸波性能；本实用新型有多个吸波频带，并且每个吸波频带都是可调的；本实用新型可在较宽的入射角范围内保持吸波性能；本实用新型基本结构简单，易于加工生产；本实用新型的超表面金属谐振阵列层加载了变容二极管，通过调节施加在变容二极管两端的电压大小，可以实现调谐，调节吸波性能，有效地解决了无源超材料吸波器一旦加工完成，其吸波特性就没法被改变的缺陷，本实用新型可适用于更加复杂的电磁环境。

附图说明

图1为本实用新型的立体结构示意图；