[发明专利]一种超小型化的2.5维吸透一体化频选吸波器

说明书

本发明涉及一种超小型化的2.5维吸透一体化频选吸波器，包括若干连续周期性排列的超材料单元，超材料单元包括自上而下依次层叠设置的顶层谐振层、第一介质层、第二介质层、第三介质层和底层谐振层，顶层谐振层包括第一金属贴片单元、薄膜电阻和4个第二金属贴片单元；第一介质层的底部设置有4个第三金属贴片单元，每一个第三金属贴片单元通过金属化通孔与第二金属贴片单元对应连接，底层谐振层上设置有镂空结构。本发明的2.5维吸透一体化频选吸波器，采用石墨烯薄膜代替集总电阻，便于平面集成化和批量化生产，利用折叠形金属条带与通孔结合的设计，做到结构超小型化，抑制了栅瓣的出现，降低斜入射下的双站RCS，提高了斜入射隐身性能。

技术领域

本发明属于天线隐身技术领域，具体涉及一种超小型化的2.5维吸透一体化频选吸波器。

背景技术

天线罩是安装在各种武器、飞行器上的雷达天线等电磁设备外部，保护内部系统不受外部电磁干扰的保护罩，与此同时天线罩也提供了透波窗口以保证天线罩内部的各式雷达天线可以正常发射和接收电磁信号。

随着天线隐身技术的飞速发展，天线罩的功能要求也越来越高，加载FSS型的天线罩成为了研究热点，FSS是由大量周期性排列、具有相同形状的金属贴片单元或缝隙所组成的二维结构。当入射电磁波频率在单元的谐振频率上时，FSS呈现出全反射(贴片型)或全透射(孔径型)的特性，而其他频率的电磁波可透过FSS(贴片型)或被全反射(孔径型)。基于带通FSS的天线罩可以实现带内透波、带外全反射，但是，这种隐身手段不能实现双基站或多基站探测的隐身，要实现全方位的天线隐身，关键在于不能反射带外电磁波，而要损耗带外电磁波，因此吸透一体化吸波器被提出了。

近年来，众多研究学者提出了大量的宽带、低剖面、柔性、多功能的吸透一体化吸波器，为国内天线隐身技术的发展提供了坚实的理论基础和设计实例，但都有各自存在的问题，例如：Jianjun Jiang团队提出两种双损耗层的吸透一体化吸波器，这种设计可以提升吸波带宽，但是代价是结构周期的提升，两种设计的周期分别是20毫米和40毫米，这种周期大的结构的后果是会在斜入射下出现栅瓣，栅瓣会导致双站RCS的上升。而且周期为40毫米的吸透一体吸波器在正入射下就会产生栅瓣，严重影响隐身性能。Shaobin Liu团队提出一种宽透波带的吸透一体化吸波器，但该结构引入了集总电阻，提高了工艺复杂度，非常不利于平面集成化和批量化生产，同时，集总电阻型在高频引用受限，不利于该结构的思路在高频处的应用。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种超小型化的2.5维吸透一体化频选吸波器。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

本发明提供了一种超小型化的2.5维吸透一体化频选吸波器，包括若干连续周期性排列的超材料单元，所述超材料单元包括自上而下依次层叠设置的顶层谐振层、第一介质层、第二介质层、第三介质层和底层谐振层，所述顶层谐振层包括第一金属贴片单元、薄膜电阻和4个第二金属贴片单元，其中，

所述第一金属贴片单元为正方形，所述薄膜电阻为十字形结构，所述薄膜电阻将所述第一金属贴片单元分隔成4个大小相等的三角形金属贴片，所述薄膜电阻与4个所述三角形金属贴片形成正方形结构；

所述第二金属贴片单元与所述三角形金属贴片一一对应连接，4个所述第二金属贴片单元形成中心对称图形，其对称中心为所述薄膜电阻的中心；

所述第二金属贴片单元包括依次连接的第一折叠形金属条带、第一圆形金属贴片、第二折叠形金属条带和第二圆形金属贴片，所述第一折叠形金属条带的一端连接所述三角形金属贴片的底边中点，所述第一圆形金属贴片和所述第二圆形金属贴片的圆心均位于所述三角形金属贴片的对称轴的延长线上；

所述第一介质层的底部设置有4个第三金属贴片单元，4个所述第三金属贴片单元分别与所述第一介质层底面的四边对应平行设置，每一个所述第三金属贴片单元通过贯穿所述第一介质层的金属化通孔与对应的-所述第二金属贴片单元连接；