CN107946763A - 一种吸波透波一体化超材料天线罩及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种吸波透波一体化超材料天线罩及其应用，属于超材料领域。该天线罩包括介质结构层、吸波夹芯层和频率选择表面层。介质结构层包括第一和第二介质基板，第一介质基板设于吸波夹芯层的一侧，频率选择表面层设于吸波夹芯层的远离第一介质基板的一侧，第二介质基板设于频率选择表面层的远离吸波夹芯层的一侧。该天线罩通过设置介质结构层、吸波夹芯层和频率选择表面层，可实现在雷达天线罩工作频带内高效透波，同时利用频率选择表面对带外电磁波的反射作用作为吸波夹芯的反射层，实现吸波目的，从而实现对双(多)基站雷达或者空基雷达系统等利用收发分置的系统的隐身。将其用于光学成像或小型化天线或电磁波隐形中，吸波透波效果明显。

Description

一种吸波透波一体化超材料天线罩及其应用
技术领域
本发明涉及超材料领域，且特别涉及一种吸波透波一体化超材料天线罩及其应用。
背景技术
超材料是一种人工电磁功能材料，其基本组成单元是介于宏观与微观之间的介观微结构。以左手材料，光子晶体，频率选择表面(FSS)为代表的超材料在光学成像，小型化天线，电磁波隐形等领域有广泛的应用前景。
目前，已有诸多金属箔周期单元结构作为FSS应用于天线罩领域。以FSS为基础的混合雷达罩技术可以实现天线系统频域的隐身。在天线罩中加入带通FSS可以制成带内透波、带外全反射的选频透波天线罩，可以使天线系统在透波频带内外表现出不同的RCS特性。FSS天线罩在天线系统工作频带内有很好的透波性能，不影响天线正常工作；在频带之外，可以借助隐身外形设计，将带外雷达波反射到远离来波的方向，减小带外单站RCS。
这种FSS天线罩通过将主要威胁方向的雷达来波反射到其它方向，面对单基站雷达探测能有效实现天线系统的隐身。
然而，这种隐身手段不能实现全方位的隐身，从某些视角来看可能产生很大的RCS增加。针对这种隐身技术缺陷的反隐技术也逐渐发展。其中，利用雷达组网技术的双(多)基站雷达或者空基雷达系统可以利用收发分置的系统，接收隐身目标散射到其他方向的雷达波信号，对其进行探测与识别，具有很强的反隐身潜力。FSS隐身天线罩面对这些反隐身技术有失去隐身能力危险。
因此，需要寻找一种性能较佳的吸波透波一体化超材料天线罩。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种吸波透波一体化超材料天线罩，该吸波透波一体化超材料天线罩通过设置介质结构层、吸波夹芯层和频率选择表面层，可以实现在雷达天线罩工作频带内高效透波，同时利用频率选择表面对带外电磁波的反射作用作为吸波夹芯的反射层，实现吸波目的，从而实现对双(多)基站雷达或者空基雷达系统等利用收发分置的系统的隐身，具有重要的应用前景。
本发明的目的之二在于提供一种上述吸波透波一体化超材料天线罩的应用，将其用于光学成像或小型化天线或电磁波隐形中，吸波和透波效果明显。
本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的：
本发明实施例提出一种吸波透波一体化超材料天线罩，包括介质结构层、吸波夹芯层和频率选择表面层。
介质结构层包括第一介质基板和第二介质基板，第一介质基板设置于吸波夹芯层的一侧，频率选择表面层设置于吸波夹芯层的远离第一介质基板的一侧，第二介质基板设置于频率选择表面层的远离吸波夹芯层的一侧。
优选地，第一介质基板和第二介质基板的厚度均不超过3mm。
进一步地，在本发明较佳实施例中，吸波夹芯层包括第一吸波夹芯层和第二吸波夹芯层，第一吸波夹芯层设置于第一介质基板与频率选择表面层之间，第二吸波夹芯层设置于第一吸波夹芯层与频率选择表面层之间。
优选地，第一吸波夹芯层与第二吸波夹芯层的厚度均不超过20mm。
进一步地，在本发明较佳实施例中，频率选择表面层包括第一金属层、第三介质基板和第二金属层，第三介质基板设置于第二吸波夹芯层与第二介质基板之间，第一金属层设置于第二吸波夹芯层与第三介质基板之间，第二金属层设置于第三介质基板与第二介质基板之间。
优选地，第三介质基板的厚度不超过15mm。
进一步地，在本发明较佳实施例中，第一金属层和第二金属层均由多个金属贴片单元构成，金属贴片单元为中空正六边形金属，每个金属贴片单元的每条边均外接一个中空正六边形金属。
优选地，中空正六边形金属的边长为2-4mm，中空正六边形金属的宽度为0.2-0.6mm。
进一步地，在本发明较佳实施例中，第一介质基板和第二介质基板均由高分子复合材料制得，高分子复合材料包括树脂基体和增强纤维；
优选地，树脂基体包括环氧树脂、乙烯基酯树脂、不饱和聚酯树脂、氰酸酯树脂和聚氨酯树脂中的至少一种；
优选地，增强纤维包括玻璃纤维、石英纤维和kevlar纤维中的至少一种。
进一步地，在本发明较佳实施例中，第一介质基板和第二介质基板的介电常数均介于2.5(1-j0.001)至3.8(1-j0.01)之间。
进一步地，在本发明较佳实施例中，第一吸波夹芯层和第二吸波夹芯层均由吸波蜂窝或吸波泡沫组成。
进一步地，在本发明较佳实施例中，第一金属层和第二金属层中的金属均包括铜。
进一步地，在本发明较佳实施例中，第三介质基板由包括芳纶纸蜂窝、PMI泡沫、PVC泡沫和PET泡沫中的任意一种的材料制得。
本发明实施例还提出一种上述吸波透波一体化超材料天线罩的应用，例如可将其用于光学成像或小型化天线或电磁波隐形中。
本发明较佳实施例提供的吸波透波一体化超材料天线罩及其应用的有益效果是：
通过设置介质结构层、吸波夹芯层和频率选择表面层，可以实现在雷达天线罩工作频带内高效透波，同时利用频率选择表面对带外电磁波的反射作用作为吸波夹芯的反射层，实现吸波目的，从而实现对双(多)基站雷达或者空基雷达系统等利用收发分置的系统的隐身，具有重要的应用前景。
将本发明方案提供的吸波透波一体化超材料天线罩用于光学成像或小型化天线或电磁波隐形中，吸波和透波效果明显。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例1中吸波透波一体化超材料天线罩的爆炸结构示意图；
图2为本发明实施例1中吸波透波一体化超材料天线罩的整体结构示意图；
图3为本发明实施例1中吸波透波一体化超材料天线罩中频率选择表面层的结构示意图；
图4为本发明实施例1中吸波透波一体化超材料天线罩中第一金属层的结构示意图；
图5为本发明实施例1中吸波透波一体化超材料天线罩中第二金属层的结构示意图；
图6为本发明实施例1中吸波透波一体化超材料天线罩的实测传输曲线。
图标：100-介质结构层；101-第一介质基板；102-第二介质基板；200-吸波夹芯层；201-第一吸波夹芯层；202-第二吸波夹芯层；300-频率选择表面层；301-第一金属层；302-第三介质基板；303-第二金属层。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，术语“垂直”等术语并不表示要求部件绝对垂直，而是可以稍微倾斜。如“垂直”仅仅是指其方向相对“水平”而言更加垂直，并不是表示该结构一定要完全垂直，而是可以稍微倾斜。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面对本发明实施例的吸波透波一体化超材料天线罩及其应用进行具体说明。
本发明实施例提供的吸波透波一体化超材料天线罩包括介质结构层、吸波夹芯层和频率选择表面层。
介质结构层包括第一介质基板和第二介质基板，第一介质基板设置于吸波夹芯层的一侧，频率选择表面层设置于吸波夹芯层的远离第一介质基板的一侧，第二介质基板设置于频率选择表面层的远离吸波夹芯层的一侧。
优选地，上述第一介质基板和第二介质基板的厚度均不超过3mm。第一介质基板和第二介质基板在该厚度范围内的透波性能较超过该厚度情况下的透波性能更佳。
作为可选地，本发明实施例中的第一介质基板和第二介质基板均由高分子复合材料制得。具体地，上述高分子复合材料包括树脂基体和增强纤维。
优选地，树脂基体包括环氧树脂、乙烯基酯树脂、不饱和聚酯树脂、氰酸酯树脂和聚氨酯树脂中的至少一种。上述树脂均属于热固性树脂，综合树脂的热固性以及介电损耗考虑，优选出上述几种树脂类型，以降低第一介质基板和第二介质基板的介电损耗。
优选地，增强纤维包括玻璃纤维、石英纤维和kevlar纤维中的至少一种。该三种增强纤维同样具有介电损耗低的特点，与上述同样具有介电损耗低特点的树脂基体共同使用以制备本发明实施例中的介质基板，可较普通常用的介质基板明显降低介电损耗。
较佳地，本发明实施例中第一介质基板和第二介质基板的介电常数均控制于2.5(1-j0.001)至3.8(1-j0.01)之间。值得说明的是，上述第一介质基板和第二介质基板的介电常数也可包括两个端点值。
进一步地，本发明实施例中的吸波夹芯层包括第一吸波夹芯层和第二吸波夹芯层。第一吸波夹芯层设置于第一介质基板与频率选择表面层之间，第二吸波夹芯层设置于第一吸波夹芯层与频率选择表面层之间。
虽理论上吸波夹芯层的层数越多越好，但本发明实施例中之所以将吸波夹芯层设置为两层，其原因在于吸波夹芯层的层数越多，其成型加工也越难，因此综合考虑吸波性能及成型方便性，选择设置为两层。
较佳地，上述第一吸波夹芯层和第二吸波夹芯层均由吸波蜂窝或吸波泡沫组成，其中，吸波蜂窝与吸波泡沫均具有良好的吸波性能。作为可选地，第一吸波夹芯层与第二吸波夹芯层的厚度例如可控制在均不超过20mm，此厚度条件下，两层吸波夹芯层配合后所起到的吸波性能最优。
值得说明的是，本发明实施例中的第一吸波夹芯层与第二吸波夹芯层满足阻抗梯度渐变，也即是说沿着电磁波传播方向吸波夹芯层的阻抗由自由空间阻抗(377Ω)逐渐减小到反射层的阻抗(0Ω)。此设计可拓宽吸波频带。
进一步地，本发明实施例中的频率选择表面层包括第一金属层、第三介质基板和第二金属层。第三介质基板设置于第二吸波夹芯层与第二介质基板之间，第一金属层设置于第二吸波夹芯层与第三介质基板之间，第二金属层设置于第三介质基板与第二介质基板之间。
优选地，第三介质基板的厚度不超过15mm。此厚度范围下频率选择表面层所具有的频率选择特性较佳。
作为可选地，第三介质基板可由包括芳纶纸蜂窝、PMI泡沫、PVC泡沫和PET泡沫中的任意一种的材料制得。制得的第三介质基板一方面具有良好的力学强度，另一方面还具有介电损耗低的特点。
进一步地，上述第一金属层和第二金属层均由多个金属贴片单元构成，金属贴片单元为中空正六边形金属，每个金属贴片单元的每条边均外接一个中空正六边形金属，也即任意一个中空正六边形金属的一周都环绕着六个尺寸相同的中空正六边形金属。值得说明的是，同一金属层所具有的金属贴片单元尺寸相同，不同金属层所具有的金属贴片单元尺寸可以不同。
较佳地，第一金属层及第二金属层的六边形中心点在竖直方向上一一对应，即第一金属层中的六边形贴片的中心与第二金属层中的六边形贴片的中心位于第二介质基板的同一条垂线上。
本发明实施例中将金属贴片单元设置为中空六边形的金属贴片，其原因在于：一方面，该形状的金属贴片具有极化不敏感特性，另一方面，便于通过调节六边形单元的边长及宽度以调控频率选择表面层所具有的频率选择特性。
作为可选地，第一金属层和第二金属层的中空正六边形金属的边长均优选为2-4mm，宽度优选为0.2-0.6mm。此边长和宽度范围下频率选择表面层所具有的频率选择特性较佳。值得说明的是，上述的宽度是指在中空正六边形金属在横截面上的宽度。
优选地，上述第一金属层和第二金属层中的金属均包括铜。此条件下，第一金属层及第二金属层的电导率为5.8×107s/m。之所以选择铜，一方面由于铜的价格适中，另一方面其电导率较高。
此外，本发明实施例还提供了一种上述吸波透波一体化超材料天线罩的应用，例如可将其用于光学成像或小型化天线或电磁波隐形中。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
实施例1
请一并参照图1与图2，本实施例提供一种吸波透波一体化超材料天线罩，其包括介质结构层100、吸波夹芯层200和频率选择表面层300。
介质结构层100包括第一介质基板101和第二介质基板102，第一介质基板101设置于吸波夹芯层200的一侧，频率选择表面层300设置于吸波夹芯层200的远离第一介质基板101的一侧，第二介质基板102设置于频率选择表面层300的远离吸波夹芯层200的一侧。
吸波夹芯层200包括第一吸波夹芯层201和第二吸波夹芯层202。第一吸波夹芯层201设置于第一介质基板101与频率选择表面层300之间，第二吸波夹芯层202设置于第一吸波夹芯层201与频率选择表面层300之间。
请一并参照图1与图3，频率选择表面层300包括第一金属层301、第三介质基板302和第二金属层303。第三介质基板302设置于第二吸波夹芯层202与第二介质基板102之间，第一金属层301设置于第二吸波夹芯层202与第三介质基板302之间，第二金属层303设置于第三介质基板302与第二介质基板102之间。
请一并参照图3、图4与图5，第一金属层301和第二金属层303均由多个金属贴片单元构成，金属贴片单元为中空正六边形金属，每个金属贴片单元的每条边均外接一个中空正六边形金属。
其中，第一介质基板101和第二介质基板102的厚度均为1.5mm。第一介质基板101和第二介质基板102均由石英纤维和乙烯基酯树脂制得，第一介质基板101及第二介质基板102的介电常数均为2.65(1-j0.001)。
第一吸波夹芯层201与第二吸波夹芯层202均由吸波蜂窝组成，第一吸波夹芯层201与第二吸波夹芯层202的厚度均为5mm。
第一金属层301的中空正六边形金属的边长为3.2mm(边长即为图4中a1所代表的长度)，宽度为0.4mm(宽度即为图4中b1所代表的宽度)。第二金属层303的中空正六边形金属的边长为3.8mm(边长即为图5中a2所代表的长度)，宽度为0.45mm(宽度即为图5中b2所代表的宽度)。第一金属层301和第二金属层303中的金属均为铜，第一金属层301及第二金属层303的电导率为5.8×107s/m。
第三介质基板302由PMI泡沫制得，第三介质基板302的厚度为10mm。
图6为本实施例提供的吸波透波一体化超材料天线罩的实测曲线。由图可知，该天线罩在0.15-0.48GHz频带范围内，插损小于1dB，同时保证在高频8-18GHz频段内反射小于-10dB，从而实现了高频吸波。
实施例2
本实施例与实施例1的区别在于：第一介质基板和第二介质基板的厚度均为3mm。第一介质基板和第二介质基板均由环氧树脂和玻璃纤维制得。
第一吸波夹芯层与第二吸波夹芯层均由吸波蜂窝组成，第一吸波夹芯层与第二吸波夹芯层的厚度均为20mm。
第一金属层和第二金属层的中空正六边形金属的边长均为2mm，第一金属层和第二金属层的中空正六边形金属的宽度均为0.2mm。第一金属层和第二金属层中的金属均为铜。
第三介质基板由芳纶纸蜂窝制得，第三介质基板的厚度为15mm。
实施例3
本实施例与实施例1的区别在于：第一介质基板和第二介质基板的厚度均为2mm。第一介质基板和第二介质基板均由乙烯基酯树脂、氰酸酯树脂、石英纤维和kevlar纤维制得。
第一吸波夹芯层与第二吸波夹芯层均由吸波泡沫组成，第一吸波夹芯层与第二吸波夹芯层的厚度均为15mm。
第一金属层和第二金属层的中空正六边形金属的边长均为3mm，第一金属层和第二金属层的中空正六边形金属的宽度均为0.4mm。
第三介质基板由PMI泡沫制得，第三介质基板的厚度为10mm。
实施例4
本实施例与实施例1的区别在于：第一介质基板和第二介质基板的厚度均为2.5mm。第一介质基板和第二介质基板均由氰酸酯树脂、聚氨酯树脂和石英纤维制得。
第一吸波夹芯层与第二吸波夹芯层的厚度均为18mm。
第一金属层和第二金属层的中空正六边形金属的边长均为4mm，第一金属层和第二金属层的中空正六边形金属的宽度均为0.6mm。第一金属层和第二金属层中的金属均含有铜。
第三介质基板由PVC泡沫制得，第三介质基板的厚度为12mm。
实施例5
本实施例与实施例1的区别在于：第一介质基板和第二介质基板均由环氧树脂、氰酸酯树脂、聚氨酯树脂和玻璃纤维制得。
第一金属层的中空正六边形金属的边长为4mm，宽度为0.6mm。第二金属层的中空正六边形金属的边长为3mm，宽度为0.4mm。第一金属层和第二金属层中的金属均含有铜。
第三介质基板由PET泡沫制得，第三介质基板的厚度为12mm。
实施例6
本实施例提供一种上述实施例1-5所得的吸波透波一体化超材料天线罩的应用，也即将其用于光学成像中。
实施例7
本实施例提供一种上述实施例1-5所得的吸波透波一体化超材料天线罩的应用，也即将其用于小型化天线中。
实施例8
本实施例提供一种上述实施例1-5所得的吸波透波一体化超材料天线罩的应用，也即将其用于电磁波隐形中。
综上，本发明提供的吸波透波一体化超材料天线罩通过设置两层吸波夹芯层及由一层介质基板间隔的两层金属结构层构成的频率选择表面层，可以实现在频率选择雷达罩工作频段内电磁波的高效透波，并利用工作频带外频率选择表面的反射特性作为吸波夹芯的反射层，实现吸波目的，从而达到对敌方探测雷达系统的隐身，具有重要的应用前景。将其用于光学成像或小型化天线或电磁波隐形中，吸波透波效果明显。
以上所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

Claims (10)

1.一种吸波透波一体化超材料天线罩，其特征在于，包括介质结构层、吸波夹芯层和频率选择表面层；
所述介质结构层包括第一介质基板和第二介质基板，所述第一介质基板设置于所述吸波夹芯层的一侧，所述频率选择表面层设置于所述吸波夹芯层的远离所述第一介质基板的一侧，所述第二介质基板设置于所述频率选择表面层的远离所述吸波夹芯层的一侧；
优选地，所述第一介质基板和所述第二介质基板的厚度均不超过3mm。
2.根据权利要求1所述的吸波透波一体化超材料天线罩，其特征在于，所述吸波夹芯层包括第一吸波夹芯层和第二吸波夹芯层，所述第一吸波夹芯层设置于所述第一介质基板与所述频率选择表面层之间，所述第二吸波夹芯层设置于所述第一吸波夹芯层与所述频率选择表面层之间；
优选地，所述第一吸波夹芯层与所述第二吸波夹芯层的厚度均不超过20mm。
3.根据权利要求2所述的吸波透波一体化超材料天线罩，其特征在于，所述频率选择表面层包括第一金属层、第三介质基板和第二金属层，所述第三介质基板设置于所述第二吸波夹芯层与所述第二介质基板之间，所述第一金属层设置于所述第二吸波夹芯层与所述第三介质基板之间，所述第二金属层设置于所述第三介质基板与所述第二介质基板之间；
优选地，所述第三介质基板的厚度不超过15mm。
4.根据权利要求3所述的吸波透波一体化超材料天线罩，其特征在于，所述第一金属层和所述第二金属层均由多个金属贴片单元构成，所述金属贴片单元为中空正六边形金属，每个所述金属贴片单元的每条边均外接一个中空正六边形金属；
优选地，所述中空正六边形金属的边长为2-4mm，所述中空正六边形金属的宽度为0.2-0.6mm。
5.根据权利要求3所述的吸波透波一体化超材料天线罩，其特征在于，所述第一介质基板和所述第二介质基板均由高分子复合材料制得，所述高分子复合材料包括树脂基体和增强纤维；
优选地，所述树脂基体包括环氧树脂、乙烯基酯树脂、不饱和聚酯树脂、氰酸酯树脂和聚氨酯树脂中的至少一种；
优选地，所述增强纤维包括玻璃纤维、石英纤维和kevlar纤维中的至少一种。
6.根据权利要求5所述的吸波透波一体化超材料天线罩，其特征在于，所述第一介质基板和所述第二介质基板的介电常数均介于2.5(1-j0.001)至3.8(1-j0.01)之间。
7.根据权利要求3所述的吸波透波一体化超材料天线罩，其特征在于，所述第一吸波夹芯层和所述第二吸波夹芯层均由吸波蜂窝或吸波泡沫组成。
8.根据权利要求3所述的吸波透波一体化超材料天线罩，其特征在于，所述第一金属层和所述第二金属层中的金属均包括铜。
9.根据权利要求3所述的吸波透波一体化超材料天线罩，其特征在于，所述第三介质基板由包括芳纶纸蜂窝、PMI泡沫、PVC泡沫和PET泡沫中的任意一种的材料制得。
10.一种如权利要求1-9任一项所述的吸波透波一体化超材料天线罩的应用，其特征在于，所述吸波透波一体化超材料天线罩用于光学成像或小型化天线或电磁波隐形中。
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Cited By (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109638448A (zh) * 2018-12-12 2019-04-16 航天科工武汉磁电有限责任公司 一种超材料天线罩及天线系统
CN110011057A (zh) * 2019-03-14 2019-07-12 西安电子科技大学 光控极化可重构频率选择表面单元结构、雷达通信天线罩
CN110049666A (zh) * 2019-05-08 2019-07-23 义乌韦陀环保科技有限公司 一种微波热转换材料、载体及其制备方法
CN110265780A (zh) * 2019-06-20 2019-09-20 南京航空航天大学 一种中频宽频带透波、高频和低频极化转换的隐身天线罩
CN110690578A (zh) * 2018-07-06 2020-01-14 中国航空工业集团公司济南特种结构研究所 一种解决电子战天线罩测试透波率超百的吸波结构
CN110718765A (zh) * 2019-10-22 2020-01-21 武汉灵动时代智能技术股份有限公司 一种频率选择表面
WO2020019675A1 (zh) * 2018-07-27 2020-01-30 深圳光启尖端技术有限责任公司 吸波透波一体化装置及天线罩
CN110880646A (zh) * 2019-11-27 2020-03-13 上海大学 一种全透到全吸的可调超表面、动态切换方法和可调器件
CN111180839A (zh) * 2018-11-13 2020-05-19 航天特种材料及工艺技术研究所 基于频率选择表面的宽带电磁波吸收结构
CN111186190A (zh) * 2018-11-15 2020-05-22 航天特种材料及工艺技术研究所 双层蒙皮吸波泡沫夹心结构及其制备方法
CN111186201A (zh) * 2018-11-15 2020-05-22 航天特种材料及工艺技术研究所 双层蒙皮吸波蜂窝夹心结构及其制备方法
CN111224245A (zh) * 2020-01-13 2020-06-02 电子科技大学 一种蜂窝电磁吸波加固结构
CN111355034A (zh) * 2020-03-19 2020-06-30 北京环境特性研究所 一种具有吸波功能的双通带透波结构
CN111590971A (zh) * 2020-05-29 2020-08-28 北京环境特性研究所 一种超材料与磁性介质复合的吸波/结构一体化材料及其制备方法
CN112290210A (zh) * 2020-10-29 2021-01-29 上海大学 一种具带内透过带外吸收型天线罩
WO2021022880A1 (zh) * 2019-08-05 2021-02-11 深圳光启尖端技术有限责任公司 一种吸透波超材料结构及飞行器
CN112968283A (zh) * 2021-02-05 2021-06-15 北方长龙新材料技术股份有限公司 一种兼具透波、隐身及防弹功能的天线罩及其成型工艺
CN114430117A (zh) * 2022-01-29 2022-05-03 中国人民解放军空军工程大学 一种低雷达散射横截面谐振腔天线及其制备方法
CN114498056A (zh) * 2022-02-23 2022-05-13 电子科技大学 一种宽带吸波蜂窝复合结构
CN114614266A (zh) * 2022-05-11 2022-06-10 成都飞机工业（集团）有限责任公司 一种x波段带通的吸透一体频率选择表面结构
CN115360526A (zh) * 2022-09-19 2022-11-18 西安电子科技大学 一种具有双透波频带、三吸波频带的频率选择超表面结构
CN115360528A (zh) * 2022-10-24 2022-11-18 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 加载聚苯胺的雷达开关频率选择表面

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5400043A (en) * 1992-12-11 1995-03-21 Martin Marietta Corporation Absorptive/transmissive radome
CN103094709A (zh) * 2011-10-31 2013-05-08 深圳光启高等理工研究院 吸波超材料
CN103151619A (zh) * 2013-02-03 2013-06-12 北京工业大学 基于频率选择表面的宽频复合吸波结构
CN105304978A (zh) * 2015-11-13 2016-02-03 中国人民解放军空军工程大学 一种低通高吸型电磁功能层
CN106169657A (zh) * 2016-08-26 2016-11-30 上海无线电设备研究所 一种表面爬行波吸收涂层结构
CN106572625A (zh) * 2016-11-09 2017-04-19 上海无线电设备研究所 一种新型反射吸收一体化电磁屏蔽结构
CN107240778A (zh) * 2017-06-21 2017-10-10 中国人民解放军空军工程大学 超材料天线罩

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5400043A (en) * 1992-12-11 1995-03-21 Martin Marietta Corporation Absorptive/transmissive radome
CN103094709A (zh) * 2011-10-31 2013-05-08 深圳光启高等理工研究院 吸波超材料
CN103151619A (zh) * 2013-02-03 2013-06-12 北京工业大学 基于频率选择表面的宽频复合吸波结构
CN105304978A (zh) * 2015-11-13 2016-02-03 中国人民解放军空军工程大学 一种低通高吸型电磁功能层
CN106169657A (zh) * 2016-08-26 2016-11-30 上海无线电设备研究所 一种表面爬行波吸收涂层结构
CN106572625A (zh) * 2016-11-09 2017-04-19 上海无线电设备研究所 一种新型反射吸收一体化电磁屏蔽结构
CN107240778A (zh) * 2017-06-21 2017-10-10 中国人民解放军空军工程大学 超材料天线罩

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
NIANXI XU等: "A novel wideband,low-profile and second-order miniaturized band-pass frequency selective surfaces", 《AIP ADVANCES 5》 *

Cited By (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110690578A (zh) * 2018-07-06 2020-01-14 中国航空工业集团公司济南特种结构研究所 一种解决电子战天线罩测试透波率超百的吸波结构
CN110690578B (zh) * 2018-07-06 2021-04-20 中国航空工业集团公司济南特种结构研究所 一种解决电子战天线罩测试透波率超百的吸波结构
US11417950B2 (en) 2018-07-27 2022-08-16 Kuang-Chi Cutting Edge Technology Ltd. Integrated wave-absorbing and wave-transparent apparatus and radome
WO2020019675A1 (zh) * 2018-07-27 2020-01-30 深圳光启尖端技术有限责任公司 吸波透波一体化装置及天线罩
CN111180839B (zh) * 2018-11-13 2021-11-30 航天特种材料及工艺技术研究所 基于频率选择表面的宽带电磁波吸收结构
CN111180839A (zh) * 2018-11-13 2020-05-19 航天特种材料及工艺技术研究所 基于频率选择表面的宽带电磁波吸收结构
CN111186190A (zh) * 2018-11-15 2020-05-22 航天特种材料及工艺技术研究所 双层蒙皮吸波泡沫夹心结构及其制备方法
CN111186201A (zh) * 2018-11-15 2020-05-22 航天特种材料及工艺技术研究所 双层蒙皮吸波蜂窝夹心结构及其制备方法
CN109638448A (zh) * 2018-12-12 2019-04-16 航天科工武汉磁电有限责任公司 一种超材料天线罩及天线系统
CN110011057A (zh) * 2019-03-14 2019-07-12 西安电子科技大学 光控极化可重构频率选择表面单元结构、雷达通信天线罩
CN110049666A (zh) * 2019-05-08 2019-07-23 义乌韦陀环保科技有限公司 一种微波热转换材料、载体及其制备方法
CN110265780A (zh) * 2019-06-20 2019-09-20 南京航空航天大学 一种中频宽频带透波、高频和低频极化转换的隐身天线罩
WO2021022880A1 (zh) * 2019-08-05 2021-02-11 深圳光启尖端技术有限责任公司 一种吸透波超材料结构及飞行器
CN110718765A (zh) * 2019-10-22 2020-01-21 武汉灵动时代智能技术股份有限公司 一种频率选择表面
CN110880646A (zh) * 2019-11-27 2020-03-13 上海大学 一种全透到全吸的可调超表面、动态切换方法和可调器件
CN111224245A (zh) * 2020-01-13 2020-06-02 电子科技大学 一种蜂窝电磁吸波加固结构
CN111355034B (zh) * 2020-03-19 2022-05-24 北京环境特性研究所 一种具有吸波功能的双通带透波结构
CN111355034A (zh) * 2020-03-19 2020-06-30 北京环境特性研究所 一种具有吸波功能的双通带透波结构
CN111590971A (zh) * 2020-05-29 2020-08-28 北京环境特性研究所 一种超材料与磁性介质复合的吸波/结构一体化材料及其制备方法
CN112290210B (zh) * 2020-10-29 2022-10-18 上海大学 一种具带内透过带外吸收型天线罩
CN112290210A (zh) * 2020-10-29 2021-01-29 上海大学 一种具带内透过带外吸收型天线罩
CN112968283A (zh) * 2021-02-05 2021-06-15 北方长龙新材料技术股份有限公司 一种兼具透波、隐身及防弹功能的天线罩及其成型工艺
CN114430117A (zh) * 2022-01-29 2022-05-03 中国人民解放军空军工程大学 一种低雷达散射横截面谐振腔天线及其制备方法
CN114430117B (zh) * 2022-01-29 2023-08-01 中国人民解放军空军工程大学 一种低雷达散射横截面谐振腔天线及其制备方法
CN114498056A (zh) * 2022-02-23 2022-05-13 电子科技大学 一种宽带吸波蜂窝复合结构
CN114498056B (zh) * 2022-02-23 2023-04-28 电子科技大学 一种宽带吸波蜂窝复合结构
CN114614266A (zh) * 2022-05-11 2022-06-10 成都飞机工业（集团）有限责任公司 一种x波段带通的吸透一体频率选择表面结构
CN115360526A (zh) * 2022-09-19 2022-11-18 西安电子科技大学 一种具有双透波频带、三吸波频带的频率选择超表面结构
CN115360526B (zh) * 2022-09-19 2023-07-18 西安电子科技大学 一种具有双透波频带、三吸波频带的频率选择超表面结构
CN115360528A (zh) * 2022-10-24 2022-11-18 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 加载聚苯胺的雷达开关频率选择表面

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