CN106912192A - 一种频率可调的微波吸收器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种频率可调的微波吸收器，包括：介质基板、防透射层、谐振单元组，多个谐振单元组彼此间隔的排列在介质基板顶面，所述介质基板背面设置有防透射层；所述谐振单元组包括：第一金属横条、第二金属横条，所述第一金属横条与第二金属横条平行排列，第一金属横条与第二金属横条之间设置有多组相对设置的第一金属竖条、第二金属竖条，所述每组第一金属竖条、第二金属竖条末端之间通过变容二极管相连接。本发明提供的一种频率可调的微波吸收器，通过外加反响偏置电压改变其等效电容，实现吸收频率在很宽的范围连续可调。结构简单易于加工，共形，具有很高的工程应用价值。

Description

一种频率可调的微波吸收器
技术领域
本发明涉及一种频率可调的微波吸收器，属于电磁吸波技术领域。
背景技术
新型人工电磁结构吸波器是由人工设计的单元按照一定规律排列构成，利用人工电磁结构的谐振特性以达到吸收电磁波的功能。其在电磁屏蔽，隐身，天线工程等方面都有着广泛的应用。随着无线电跳频技术的发展。单一的窄带频率将不再适用。常规的吸波器结构固定吸收频率将不能改变。
发明内容
目的：为了克服现有技术中存在的不足，实现基于新型人工电磁结构实现频率可调的微波吸波器，且可以实现连续的的可调功能，本发明提供一种频率可调的微波吸收器。
技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种频率可调的微波吸收器，包括：介质基板、防透射层、谐振单元组，多个谐振单元组彼此间隔的排列在介质基板顶面，所述介质基板背面设置有防透射层；所述谐振单元组包括：第一金属横条、第二金属横条，所述第一金属横条与第二金属横条平行排列，第一金属横条与第二金属横条之间设置有多组相对设置的第一金属竖条、第二金属竖条，所述每组第一金属竖条、第二金属竖条末端之间通过变容二极管相连接。
所述每组第一金属竖条、第二金属竖条之间等距排列在第一金属横条与第二金属横条之间。
所述第一金属竖条垂直设置在第一金属横条下方，第二金属竖条垂直设置在第二金属横条上方。
作为优选方案，所述介质基板采用FR-4板。
作为优选方案，所述介质基板厚度为2mm。
作为优选方案，所述防透射层采用金属平板材质。
有益效果：本发明提供的一种频率可调的微波吸收器，通过第一金属横条、第二金属横条、第一金属竖条、第二金属竖条、变容二极管组成的谐振单元组，再利用微波段有源器件变容二极管，通过外加反向偏置电压改变其等效电容，实现吸收频率在很宽的范围连续可调。本发明结构简单易于加工，共形，具有很高的工程应用价值。还具有如下优点：
（1）本发明结构简单，加工方便，传统的吸波器一旦结构尺寸确定， 频率就不变，难以满足跳频技术的要求。
（2）本发明具有频率可调性，可以在较宽的带宽内实现连续的可调，且都有良好的吸收效果。
（3）本发明厚度薄，整体厚体接近2mm，完全适应现代无线电系统低剖面的要求，重量轻，易于共形。
附图说明
图1为本发明的8乘8的阵列结构示意图；
图2为谐振单元结构正视图；
图3为本发明的结构侧视图；
图4为变容二极管处于不同反向偏置电压下反射系数S11结果；
图5为变容二极管处于不同反向偏置电压下电磁波吸收的仿真结果。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
如图1-图3所示，一种频率可调的微波吸收器，包括：谐振单元组1、介质基板2、防透射层3，多个谐振单元组1彼此间隔的排列在介质基板2顶面，所述介质基板2背面设置有防透射层3；所述谐振单元组1包括：第一金属横条11、第二金属横条12，所述第一金属横条11与第二金属横条12平行排列，第一金属横条11与第二金属横条12之间设置有多组相对设置的第一金属竖条13、第二金属竖条14，所述每组第一金属竖条13、第二金属竖条14末端之间通过变容二极管15相连接。
所述每组第一金属竖条13、第二金属竖条14之间等距排列在第一金属横条11与第二金属横条12之间。
所述第一金属竖条13垂直设置在第一金属横条11下方，第二金属竖条14垂直设置在第二金属横条12上方。
亚波长结构的谐振单元组由多个谐振单元组成，每个谐振单元由第一金属横条、第一金属竖条，第二金属横条、第二金属竖条组成的两个T型结构，加上第一金属竖条与第二金属竖条之间的变容二极管组成。两个T型结构的金属片，等效为一个平面偶极子。介质基板FR-4板，介电常数为4.3，损耗正切为0.027，当极化方向平行于y坐标方向的电磁波正面入射时，形成极化电流，等效为LC振荡电路。在变容二极管两端添加不同的反向偏置电压改变变容二极管的电容，从而改变电路的等效电容，谐振频率发生改变，实现吸收频率的连续可调。
介质基板是2mm后的FR-4板，在介质基板下表面贴一层金属平板作为防透射层。因为左右相邻的谐振单元相互连接，所以每行谐振单元组边缘进行溃电。图4给出了本发明中频率随着变容二极管的电容变化而变化的S11仿真结果，当电容为0.2V时吸收频率为2.1G，当电容为15V时吸收频率为3.2G。从图5中可以看出2.1-3.2G吸收效率都在90%以上,相对带宽为43%。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种频率可调的微波吸收器，包括：介质基板、防透射层，其特征在于：还包括：谐振单元组，多个谐振单元组彼此间隔的排列在介质基板顶面，所述介质基板背面设置有防透射层；所述谐振单元组包括：第一金属横条、第二金属横条，所述第一金属横条与第二金属横条平行排列，第一金属横条与第二金属横条之间设置有多组相对设置的第一金属竖条、第二金属竖条，所述每组第一金属竖条、第二金属竖条末端之间通过变容二极管相连接。
2.根据权利要求1所述的一种频率可调的微波吸收器，其特征在于：所述每组第一金属竖条、第二金属竖条之间等距排列在第一金属横条与第二金属横条之间。
3.根据权利要求1所述的一种频率可调的微波吸收器，其特征在于：所述第一金属竖条垂直设置在第一金属横条下方，第二金属竖条垂直设置在第二金属横条上方。
4.根据权利要求1所述的一种频率可调的微波吸收器，其特征在于：所述介质基板采用FR-4板。
5.根据权利要求1所述的一种频率可调的微波吸收器，其特征在于：所述介质基板厚度为2mm。
6.根据权利要求1所述的一种频率可调的微波吸收器，其特征在于：所述防透射层采用金属平板材质。
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