CN109524773A - 一种同时具备隐身与通信功能的电磁结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种同时具备隐身与通信功能的电磁结构，包括第一基板、第二基板、第一金属立柱和第二金属立柱，第一基板位于第二基板的正上方且两者上下对齐间隔设置，第一基板的下表面设置有具有宽带吸波特性的第一有源FSS以及与第一有源FSS连接的四个第一变容二级管，第二基板的上表面设置有馈线网络，第二基板的下表面设置有具有透射功能的第二有源FSS以及与第二有源FSS连接的四个第二压控变容二极管，第一有源FSS和第二有源FSS分别通过第一金属立柱和第二金属立柱连接，第一金属立柱接地，第二金属立柱接入电压可调的电源，在改变电源的电压时，第一压控变容二极管和第二压控变容二极管的电容发生改变；优点是可以在隐身频段内实现多频点通信，通信性能较高。

Description

一种同时具备隐身与通信功能的电磁结构
技术领域
本发明涉及一种电磁结构，尤其是涉及一种同时具备隐身与通信功能的电磁结构。
背景技术
雷达隐身技术是现代战争中必不可少的电子对抗技术，其主要技术途径之一便是在飞行器中应用具有隐身功能的电磁结构，通过电磁结构吸收入射到飞行器表面的雷达波能量，减小雷达散射截面积，由此实现雷达频段的隐身。传统的具有隐身功能的电磁结构利用铁氧体、金属微粉和钦酸钡等材料的电磁响应特性来吸收电磁波，由于铁氧体、金属微粉和钦酸钡等材料本身物质的性质，传统的具有隐身功能的电磁结构只能在对应的一个或多个频率谐振点实现强吸收，吸收带宽窄，难以实现连续宽带电磁波的吸收。
近年来，随着各国侦察系统和精确打击系统的不断完善，如何研发出性能优异的具有隐身功能的电磁结构，尽可能地隐蔽自己，使敌方难以侦察已经成为雷达隐身技术的重要发展方向之一。新型人工电磁结构是一种可根据电磁学理论人工设计的具有非常规电磁特性的媒质，其凭借奇异的电磁响应特性在电磁波吸收方面得到了广泛应用。频率选择表面(Frequency Selective Surface,简称FSS)作为其中一种采用二维周期阵列结构实现的人工电磁结构，对不同频率的电磁波具有不同的反射率和透射率，可以实现按频率对电磁波进行过滤，在隐身技术和微波通讯等方面具有广泛的应用。
现有的利用FSS实现的同时具备隐身与通信功能的电磁结构在其隐身频带(吸收频带)内设置了一个透射窗口，不但可以实现宽频带电磁波的吸收，而且可以通过透射窗口在隐身频带内实现单频点的通信，同时兼具了隐身与通信功能。但是上述现有的同时具备隐身与通信功能的电磁结构中的透射窗口位置固定，仅能实现单频点的通信，通信频段覆盖范围不宽，影响了雷达通信功能的可调性和智能性。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种可以在隐身频段内实现多频点通信，通信性能较高的同时具备隐身与通信功能的电磁结构。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种同时具备隐身与通信功能的电磁结构，包括第一基板、第二基板、第一金属立柱和第二金属立柱，所述的第一基板和所述的第二基板为大小尺寸相同的正方形板，所述的第一基板位于所述的第二基板的正上方且两者上下对齐间隔设置，所述的第一基板的下表面设置有具有宽带吸波特性的第一有源FSS以及分别与所述的第一有源FSS连接的四个第一变容二级管，所述的第二基板的上表面设置有馈线网络，所述的第二基板的下表面设置有具有透射功能的第二有源FSS以及分别与所述的第二有源FSS连接的四个第二压控变容二极管，所述的第一压控变容二极管和所述的第二压控变容二极管采用同种规格的压控变容二极管实现，所述的第一有源FSS和所述的第二有源FSS分别通过所述的第一金属立柱和所述的第二金属立柱连接，所述的第一金属立柱接地，所述的第二金属立柱接入电压可调的电源，在改变所述的电源的电压时，所述的第一压控变容二极管和所述的第二压控变容二极管的电容发生改变。
所述的第一基板的边长为25mm，所述的第一有源FSS包括边长为17mm的第一正方形铜箔层和结构相同的四个等腰梯形铜箔层，每个所述的等腰梯形铜箔层的上底边的长度为13.1mm，下底边的长度为14.1mm，高度为0.5mm，所述的第一正方形铜箔层和四个所述的等腰梯形铜箔层分别附着在所述的第一基板的上表面，所述的第一正方形铜箔层的四条边沿与所述的第一基板的四条边一一对应平行，所述的第一正方形铜箔层中心与所述的第一基板的中心位于垂直于所述的第一基板的一条直线上，四个所述的等腰梯形铜箔层分别位于所述的第一正方形铜箔层的四条边的外侧，每个所述的等腰梯形铜箔层的下底边位于所述的第一基板的一条边上，每个所述的等腰梯形铜箔层的上底边平行于位于其内侧的所述的第一正方形铜箔层的一条边，每个所述的等腰梯形铜箔层的上底边与位于其内侧的所述的第一正方形铜箔层的一条边之间分别设置第一长方形铜箔块和第二长方形铜箔块，所述的第一长方形铜箔块和所述的第二长方形铜箔块的长边的长度均为1mm，宽边的宽度均为0.5mm，所述的第一长方形铜箔块的的宽边设置在位于其外侧的等腰梯形铜箔层的上底边上，所述的第二长方形铜箔块的宽边设置在位于其内侧的所述的第一正方形铜箔层的一条边上，每个所述的等腰梯形铜箔层的上底边的中心和位于其内侧的所述的第一正方形铜箔层的一条边的中心的连线与位于该等腰梯形铜箔层和其内侧的所述的第一正方形铜箔层的一条边之间的第一长方形铜箔块和第二长方形铜箔块的宽边中心的连线在一条直线上，每个所述的等腰梯形铜箔层的上底边与位于其内侧的所述的第一正方形铜箔层的一条边之间的第一长方形铜箔块和第二长方形铜箔块之间分别设置有一个200欧姆的贴片电阻，且该200欧姆的贴片电阻的一端与该处的第一长方形铜箔块连接，该200欧姆的贴片电阻的另一端与该处的第二长方形铜箔块连接，所述的第一正方形铜箔层上从内到依次设置有第一正方形孔、第一正方形框槽和第二正方形框槽，所述的第一基板的下表面暴露在所述的第一正方形孔、所述的第一正方形框槽和所述的第二正方形框槽处，所述的第一正方形孔的中心、所述的第一正方形框槽的中心、所述的第二正方形框槽的中心与所述的第一正方形铜箔层的中心重叠，所述的第一正方形孔的四条边与所述的第一正方形铜箔层的四条边一一对应平行，所述的第一正方形框槽的四条槽与所述的第一正方形铜箔层的四条边一一对应平行，所述的第二正方形框槽的四条槽与所述的第一正方形铜箔层的四条边一一对应平行，所述的第一正方向孔的边长为0.5mm，所述的第一正方形框槽的槽宽为0.25mm，边长为21mm，所述的第二正方形框槽的槽宽为0.3mm，边长为24.6mm，所述的第一正方形铜箔层中位于所述的第一正方形框槽内的正方形铜箔的第一条对角线上设置有长度等于该对角线且宽度为0.125mm的第一开槽，第二条对角线上设置有长度等于该对角线且宽度为0.125mm的第二开槽，所述的第一基板的下表面暴露在所述的第一开槽和所述的第二开槽处，所述的第一正方形铜箔层的四条边的内侧分别设置有一个长方形孔，所述的第一基板的下表面暴露在所述的第一长方形孔处，所述的长方形孔的长边垂直于其对应的所述的第一正方形铜箔层的一条边，宽边平行于其对应的所述的第一正方形铜箔层的一条边，所述的长方形孔的长边的长度为2.7mm，宽边的宽度为2.3mm，所述的长方形孔的宽边的中心位于其对应的所述的第一正方形铜箔层的一条边与其对边的中心连线上，所述的长方形孔与其对应的所述的第一正方形铜箔层的一条边之间的间距为1mm，每个所述的长方形孔内分别设置有第一正方形铜箔块和第三长方形铜箔块，所述的第一正方形铜箔块的一条边位于该长方形孔靠近其对应的所述的第一正方形铜箔层的一条边的宽边处，所述的第一正方形铜箔块的边长为0.5mm，所述的第三长方形铜箔块的宽边位于所述的长方形孔靠近其对应的所述的第一正方形铜箔层的一条边的宽边的对边处，所述的第三长方形铜箔块的宽边的长度为0.5mm，所述的第三长方形铜箔块的长边的长度为1.3mm，且该长方形孔的两条宽边的中心连线、所述的第一正方形铜箔块的两条对边的连线以及所述的第三长方形铜箔块的两条宽边的中心连线位于同一直线上；所述的第一正方形框槽和所述的第二正方形框槽将所述的第一正方形铜箔层由外到内分为第一铜箔区、第二铜箔区和第三铜箔区，每个所述的长方形孔处分别设置有一个100欧姆的贴片电阻，该100欧姆的贴片电阻的一端与所述的第二铜箔区连接，该100欧姆的贴片电阻的另一端与所述的第三铜箔区连接，所述的第二正方形开槽的每条槽处分别设置有一个所述的第一压控变容二极管，且该第一压控变容二极管的阴极与所述的第一铜箔区连接，该第一压控变容二极管的阳极与所述的第二铜箔区连接。该结构中，第一有源FSS在传统的双方环FSS结构的基础上进行了改进，增添了四个等腰梯形铜箔层，并且在位于第一正方形框槽内的正方形铜箔的第一条对角线上设置第一开槽，第二条对角线上设置第二开槽，由此增大第一有源FSS的等效的表面阻抗，通过设置的100欧姆的贴片电阻与四个等腰梯形铜箔层的共同作用有效地提高了第一有源FSS的宽带吸波效率。
所述的馈线网络包括附着在所述的第二基板上表面的十字形铜箔层，所述的十字形铜箔层的宽度为0.15mm，所述的十字形铜箔层的四个顶端分别位于所述的第二基板的四条边的中心处。该结构中，馈线网络采用了简单的十字形结构实现，将馈线网络对电磁响应响应特性的影响大大减小，并且由于馈线网络与第二有源FSS设置在同一基板上，简化了整体结构。
所述的第二有源FSS包括第二正方形铜箔层，所述的第二正方形铜箔层附着在所述的第二基板的下表面，所述的第二正方形铜箔层的边长为25mm且其四条边一一对应设置在所述的第二基板的四条边处，所述的第二正方形铜箔层上设置有第三正方形框槽，所述的第二基板暴露在所述的第三正方形框槽处，所述的第三正方形框槽的四条槽与所述的第二基板的四条边一一对应平行，所述的第三正方形框槽的中心与所述的第二正方形铜箔层的中心重叠，所述的第三正方形框槽的槽宽为0.8mm，所述的第三正方形框槽的每条槽与其对应的所述的第二基板的一条边的距离为4.6mm；所述的第三正方形框槽的每条槽处分别设置有第四长方形铜箔块和第五长方形铜箔块，所述的第四长方形铜箔块和所述的第五长方形铜箔块长边的长度为0.35mm，所述的第四长方形铜箔块和所述的第五长方形铜箔块宽边的宽度为0.15mm，每个所述的第四长方形铜箔块的一条长边设置在其所在的所述的第三正方形框槽的一条槽的外边沿上，每个所述的第四长方形铜箔块的另一条长边位于其所在的所述的第三正方形框槽的一条槽内，每个所述的第五长方形铜箔块的一条长边设置在其所在的所述的第三正方形框槽的一条槽的内边沿上，每个所述的第五长方形铜箔块的另一条长边位于其所在的所述的第三正方形框槽的一条槽内，每个所述的第四长方形铜箔块的两条长边的中心连线、每个所述的第五长方形铜箔块的两条长边的中心连线与其所在的所述的第三正方形框槽的一条槽的内边沿和外边沿的中心连线在一条直线上；所述的第三正方形框槽将所述的第二正方形铜箔层分割为位于其外侧的框型铜箔区域和位于其内侧的正方形铜箔区域，所述的正方形铜箔区域的每个顶角处分别沿其对角线方向设置有一条宽度为0.2mm，长度为11.2mm的开槽，所述的第三正方形框槽的每条槽处的第四长方形铜箔块和第五长方形铜箔块之间设置有一个所述的第二压控变容二极管，且该第二压控变容二极管的阴极和所述的第五长方形铜箔块连接，该第二压控变容二极管的阳极和所述的第四长方形铜箔块连接。该结构中，第二有源FSS通过在正方形铜箔区域的每个顶角处分别沿其对角线方向设置有一条宽度为0.2mm，长度为11.2mm的开槽，由此获得与第一有源FSS近似的等效电感，在此基础上第一有源FSS和第二有源FSS加载了的第一压控变容二极管和第二压控变容二极管具有同样的电容，确保了第一有源FSS和第二有源FSS在同一频点产生谐振从而获得较高的透射率，使本发明能具有良好的通信性能。
所述的第一金属立柱的下端设置在所述的框型铜箔区域处，所述的第一金属立柱的上端设置在一个所述的等腰梯铜箔层处，所述的第二金属柱的下端设置在所述的正方形铜箔区域的中心处，所述的第二金属柱的上端设置在所述的第三铜箔区处。该结构中，第一金属立柱和第二金属立柱实现了第一有源FSS和第二有源FSS的耦合，通过调节加载在第一金属立柱和第二金属立柱之间的偏置电压，可以同时改变第一有源FSS和第二有源FSS中的加载电容的大小，从而保证在通信频段调节过程中，始终保持宽频带隐身性能。
与现有技术相比，本发明的优点在于通过第一基板、第二基板、第一金属立柱和第二金属立柱构成同时具备隐身与通信功能的电磁结构，第一基板位于第二基板的正上方且两者上下对齐间隔设置，第一基板的下表面设置有具有宽带吸波特性的第一有源FSS以及与第一有源FSS连接的四个第一变容二级管，第二基板的上表面设置有馈线网络，第二基板的下表面设置有具有透射功能的第二有源FSS以及与第二有源FSS连接的四个第二压控变容二极管，第一有源FSS和第二有源FSS分别通过第一金属立柱和第二金属立柱连接，第一金属立柱接地，第二金属立柱接入电压可调的电源，在改变电源的电压时，第一压控变容二极管和第二压控变容二极管的电容发生改变，由此第一有源FSS和第二有源FSS的谐振频率发生改变，在完成隐身功能的同时可以实现电压控制可调的多频点通信，通信性能较高，适用于复杂的电磁环境，而且本发明采用两层结构设计，结构简单，厚度薄，工程可实现性好，应用范围广泛。
附图说明
图1为本发明的同时具备隐身与通信功能的电磁结构的侧视图；
图2为本发明的同时具备隐身与通信功能的电磁结构的第一有源FSS的结构图；
图3为本发明的同时具备隐身与通信功能的电磁结构的馈线网络的结构图；
图4为本发明的同时具备隐身与通信功能的电磁结构第二有源FSS的结构图；
图5为本发明的同时具备隐身与通信功能的电磁结构在不同电容情况下，对垂直入射电磁波的反射率随频率的变化曲线；
图6为本发明的同时具备隐身与通信功能的电磁结构在不同电容情况下，对垂直入射电磁波的透射率随频率的变化曲线；
图7为本发明的同时具备隐身与通信功能的电磁结构在不同电容情况下，对垂直入射电磁波的吸收率随频率的变化曲线。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例：如图所示，一种同时具备隐身与通信功能的电磁结构，包括第一基板1、第二基板2、第一金属立柱3和第二金属立柱4，第一基板1和第二基板2为大小尺寸相同的正方形板，第一基板1位于第二基板2的正上方且两者上下对齐间隔设置，第一基板1位于第二基板2之间的间距为14mm，第一基板1的下表面设置有具有宽带吸波特性的第一有源FSS以及分别与第一有源FSS连接的四个第一变容二级管，第二基板2的上表面设置有馈线网络，第二基板2的下表面设置有具有透射功能的第二有源FSS以及分别与第二有源FSS连接的四个第二压控变容二极管，第一压控变容二极管和第二压控变容二极管采用同种规格的压控变容二极管实现，第一有源FSS和第二有源FSS分别通过第一金属立柱3和第二金属立柱4连接，第一金属立柱3接地，第二金属立柱4接入电压可调的电源，在改变电源的电压时，第一压控变容二极管和第二压控变容二极管的电容发生改变。第一基板1和第二基板2的材料均为F4B265，厚度均为0.5mm。
本实施例中，第一基板1的边长为25mm，第一有源FSS包括边长为17mm的第一正方形铜箔层5和结构相同的四个等腰梯形铜箔层6，每个等腰梯形铜箔层6的上底边的长度为13.1mm，下底边的长度为14.1mm，高度为0.5mm，第一正方形铜箔层5和四个等腰梯形铜箔层6分别附着在第一基板1的上表面，第一正方形铜箔层5的四条边沿与第一基板1的四条边一一对应平行，第一正方形铜箔层5中心与第一基板1的中心位于垂直于第一基板1的一条直线上，四个等腰梯形铜箔层6分别位于第一正方形铜箔层5的四条边的外侧，每个等腰梯形铜箔层6的下底边位于第一基板1的一条边上，每个等腰梯形铜箔层6的上底边平行于位于其内侧的第一正方形铜箔层5的一条边，每个等腰梯形铜箔层6的上底边与位于其内侧的第一正方形铜箔层5的一条边之间分别设置第一长方形铜箔块7和第二长方形铜箔块8，第一长方形铜箔块7和第二长方形铜箔块8的长边的长度均为1mm，宽边的宽度均为0.5mm，第一长方形铜箔块7的宽边设置在位于其外侧的等腰梯形铜箔层6的上底边上，第二长方形铜箔块8的宽边设置在位于其内侧的第一正方形铜箔层5的一条边上，每个等腰梯形铜箔层6的上底边的中心和位于其内侧的第一正方形铜箔层5的一条边的中心的连线与位于该等腰梯形铜箔层6和其内侧的第一正方形铜箔层5的一条边之间的第一长方形铜箔块7和第二长方形铜箔块8的宽边中心的连线在一条直线上，每个等腰梯形铜箔层6的上底边与位于其内侧的第一正方形铜箔层5的一条边之间的第一长方形铜箔块7和第二长方形铜箔块8之间分别设置有一个200欧姆的贴片电阻，且该200欧姆的贴片电阻的一端与该处的第一长方形铜箔块7连接，该200欧姆的贴片电阻的另一端与该处的第二长方形铜箔块8连接，第一正方形铜箔层5上从内到依次设置有第一正方形孔9、第一正方形框槽10和第二正方形框槽11，第一基板1的下表面暴露在第一正方形孔9、第一正方形框槽10和第二正方形框槽11处，第一正方形孔9的中心、第一正方形框槽10的中心、第二正方形框槽11的中心与第一正方形铜箔层5的中心重叠，第一正方形孔9的四条边与第一正方形铜箔层5的四条边一一对应平行，第一正方形框槽10的四条槽与第一正方形铜箔层5的四条边一一对应平行，第二正方形框槽11的四条槽与第一正方形铜箔层5的四条边一一对应平行，第一正方形孔9的边长为0.5mm，第一正方形框槽10的槽宽为0.25mm，边长为21mm，第二正方形框槽11的槽宽为0.3mm，边长为24.6mm，第一正方形铜箔层5中位于第一正方形框槽10内的正方形铜箔的第一条对角线上设置有长度等于该对角线且宽度为0.125mm的第一开槽12，第二条对角线上设置有长度等于该对角线且宽度为0.125mm的第二开槽13，第一基板1的下表面暴露在第一开槽12和第二开槽13处；第一正方形铜箔层5的四条边的内侧分别设置有一个长方形孔14，第一基板1的下表面暴露在第一长方形孔14处，长方形孔14的长边垂直于其对应的第一正方形铜箔层5的一条边，宽边平行于其对应的第一正方形铜箔层5的一条边，长方形孔14的长边的长度为2.7mm，宽边的宽度为2.3mm，长方形孔14的宽边的中心位于其对应的第一正方形铜箔层5的一条边与其对边的中心连线上，长方形孔14与其对应的第一正方形铜箔层5的一条边之间的间距为1mm，每个长方形孔14内分别设置有第一正方形铜箔块15和第三长方形铜箔块16，第一正方形铜箔块15的一条边位于该长方形孔14靠近其对应的第一正方形铜箔层5的一条边的宽边处，第一正方形铜箔块15的边长为0.5mm，第三长方形铜箔块16的宽边位于长方形孔14靠近其对应的第一正方形铜箔层5的一条边的宽边的对边处，第三长方形铜箔块16的宽边的长度为0.5mm，第三长方形铜箔块16的长边的长度为1.3mm，且该长方形孔14的两条宽边的中心连线、第一正方形铜箔块15的两条对边的连线以及第三长方形铜箔块16的两条宽边的中心连线位于同一直线上；第一正方形框槽10和第二正方形框槽11将第一正方形铜箔层5由外到内分为第一铜箔区、第二铜箔区和第三铜箔区，每个长方形孔14处分别设置有一个100欧姆的贴片电阻，该100欧姆的贴片电阻的一端与第二铜箔区连接，该100欧姆的贴片电阻的另一端与第三铜箔区连接，第二正方形开槽的每条槽处分别设置有一个第一压控变容二极管，且该第一压控变容二极管的阴极与第一铜箔区连接，该第一压控变容二极管的阳极与第二铜箔区连接。
本实施例中，馈线网络包括附着在第二基板2上表面的十字形铜箔层17，十字形铜箔层17的宽度为0.15mm，十字形铜箔层17的四个顶端分别位于第二基板2的四条边的中心处。
本实施例中，第二有源FSS包括第二正方形铜箔层18，第二正方形铜箔层18附着在第二基板2的下表面，第二正方形铜箔层18的边长为25mm且其四条边一一对应设置在第二基板2的四条边处，第二正方形铜箔层18上设置有第三正方形框槽19，第二基板2暴露在第三正方形框槽19处，第三正方形框槽19的四条槽与第二基板2的四条边一一对应平行，第三正方形框槽19的中心与第二正方形铜箔层18的中心重叠，第三正方形框槽19的槽宽为0.8mm，第三正方形框槽19的每条槽与其对应的第二基板2的一条边的距离为4.6mm；第三正方形框槽19的每条槽处分别设置有第四长方形铜箔块20和第五长方形铜箔块21，第四长方形铜箔块20和第五长方形铜箔块21长边的长度为0.35mm，第四长方形铜箔块20和第五长方形铜箔块21宽边的宽度为0.15mm，每个第四长方形铜箔块20的一条长边设置在其所在的第三正方形框槽19的一条槽的外边沿上，每个第四长方形铜箔块20的另一条长边位于其所在的第三正方形框槽19的一条槽内，每个第五长方形铜箔块21的一条长边设置在其所在的第三正方形框槽19的一条槽的内边沿上，每个第五长方形铜箔块21的另一条长边位于其所在的第三正方形框槽19的一条槽内，每个第四长方形铜箔块20的两条长边的中心连线、每个第五长方形铜箔块21的两条长边的中心连线与其所在的第三正方形框槽19的一条槽的内边沿和外边沿的中心连线在一条直线上；第三正方形框槽19将第二正方形铜箔层18分割为位于其外侧的框型铜箔区域和位于其内侧的正方形铜箔区域，正方形铜箔区域的每个顶角处分别沿其对角线方向设置有一条宽度为0.2mm，长度为11.2mm的开槽22，第三正方形框槽19的每条槽处的第四长方形铜箔块20和第五长方形铜箔块21之间设置有一个第二压控变容二极管，且该第二压控变容二极管的阴极和第五长方形铜箔块21连接，该第二压控变容二极管的阳极和第四长方形铜箔块20连接。
本实施例中，第一金属立柱3的下端设置在框型铜箔区域处，第一金属立柱3的上端设置在一个等腰梯铜箔层处，第二金属立柱4的下端设置在正方形铜箔区域的中心处，第二金属立柱4的上端设置在第三铜箔区处。
本实施例中，第一正方形铜箔层5、等腰梯形铜箔层6、第一长方形铜箔块7、第二长方形铜箔块8、第一正方形铜箔块15、第三长方形铜箔块16、十字形铜箔层17、第二正方形铜箔层18、第四长方形铜箔块20和第五长方形铜箔块21的厚度均为0.018mm。
本发明的同时具备隐身与通信功能的电磁结构的在电磁波垂直入射时的反射率随频率的变化曲线如图5所示，本发明的同时具备隐身与通信功能的电磁结构的在电磁波垂直入射时的透射率随频率的变化曲线如图6所示，本发明的同时具备隐身与通信功能的电磁结构的在电磁波垂直入射时的吸收率随频率的变化曲线如图7所示。图5-图7中，C表示第一压控变容二极管和第二压控变容二极管的电容,单位为法拉，e为科学计数法符号；分析图5～图7可知，在第一压控变容二极管和第二压控变容二极管的电容值发生变化时，本发明的同时具备隐身与通信功能的电磁结构在1.8GHz～5.4GHz内反射率始终小于10％，透射窗口可以从2.7GHz移动到3.4GHz，且透射率均大于50％，在3.4GHz处透射率可以达到66％，实现了透射频带可调的功能，在1.8GHz～5.4GHz内具有两个吸收率大于90％的吸收频带，实现了宽带吸收的功能。

Claims (5)

1.一种同时具备隐身与通信功能的电磁结构，其特征在于包括第一基板、第二基板、第一金属立柱和第二金属立柱，所述的第一基板和所述的第二基板为大小尺寸相同的正方形板，所述的第一基板位于所述的第二基板的正上方且两者上下对齐间隔设置，所述的第一基板的下表面设置有具有宽带吸波特性的第一有源FSS以及分别与所述的第一有源FSS连接的四个第一变容二级管，所述的第二基板的上表面设置有馈线网络，所述的第二基板的下表面设置有具有透射功能的第二有源FSS以及分别与所述的第二有源FSS连接的四个第二压控变容二极管，所述的第一压控变容二极管和所述的第二压控变容二极管采用同种规格的压控变容二极管实现，所述的第一有源FSS和所述的第二有源FSS分别通过所述的第一金属立柱和所述的第二金属立柱连接，所述的第一金属立柱接地，所述的第二金属立柱接入电压可调的电源，在改变所述的电源的电压时，所述的第一压控变容二极管和所述的第二压控变容二极管的电容发生改变。
2.根据权利要求1所述的一种同时具备隐身与通信功能的电磁结构，其特征在于所述的第一基板的边长为25mm，所述的第一有源FSS包括边长为17mm的第一正方形铜箔层和结构相同的四个等腰梯形铜箔层，每个所述的等腰梯形铜箔层的上底边的长度为13.1mm，下底边的长度为14.1mm，高度为0.5mm，所述的第一正方形铜箔层和四个所述的等腰梯形铜箔层分别附着在所述的第一基板的上表面，所述的第一正方形铜箔层的四条边沿与所述的第一基板的四条边一一对应平行，所述的第一正方形铜箔层中心与所述的第一基板的中心位于垂直于所述的第一基板的一条直线上，四个所述的等腰梯形铜箔层分别位于所述的第一正方形铜箔层的四条边的外侧，每个所述的等腰梯形铜箔层的下底边位于所述的第一基板的一条边上，每个所述的等腰梯形铜箔层的上底边平行于位于其内侧的所述的第一正方形铜箔层的一条边，每个所述的等腰梯形铜箔层的上底边与位于其内侧的所述的第一正方形铜箔层的一条边之间分别设置第一长方形铜箔块和第二长方形铜箔块，所述的第一长方形铜箔块和所述的第二长方形铜箔块的长边的长度均为1mm，宽边的宽度均为0.5mm，所述的第一长方形铜箔块的的宽边设置在位于其外侧的等腰梯形铜箔层的上底边上，所述的第二长方形铜箔块的宽边设置在位于其内侧的所述的第一正方形铜箔层的一条边上，每个所述的等腰梯形铜箔层的上底边的中心和位于其内侧的所述的第一正方形铜箔层的一条边的中心的连线与位于该等腰梯形铜箔层和其内侧的所述的第一正方形铜箔层的一条边之间的第一长方形铜箔块和第二长方形铜箔块的宽边中心的连线在一条直线上，每个所述的等腰梯形铜箔层的上底边与位于其内侧的所述的第一正方形铜箔层的一条边之间的第一长方形铜箔块和第二长方形铜箔块之间分别设置有一个200欧姆的贴片电阻，且该200欧姆的贴片电阻的一端与该处的第一长方形铜箔块连接，该200欧姆的贴片电阻的另一端与该处的第二长方形铜箔块连接，所述的第一正方形铜箔层上从内到依次设置有第一正方形孔、第一正方形框槽和第二正方形框槽，所述的第一基板的下表面暴露在所述的第一正方形孔、所述的第一正方形框槽和所述的第二正方形框槽处，所述的第一正方形孔的中心、所述的第一正方形框槽的中心、所述的第二正方形框槽的中心与所述的第一正方形铜箔层的中心重叠，所述的第一正方形孔的四条边与所述的第一正方形铜箔层的四条边一一对应平行，所述的第一正方形框槽的四条槽与所述的第一正方形铜箔层的四条边一一对应平行，所述的第二正方形框槽的四条槽与所述的第一正方形铜箔层的四条边一一对应平行，所述的第一正方向孔的边长为0.5mm，所述的第一正方形框槽的槽宽为0.25mm，边长为21mm，所述的第二正方形框槽的槽宽为0.3mm，边长为24.6mm，所述的第一正方形铜箔层中位于所述的第一正方形框槽内的正方形铜箔的第一条对角线上设置有长度等于该对角线且宽度为0.125mm的第一开槽，第二条对角线上设置有长度等于该对角线且宽度为0.125mm的第二开槽，所述的第一基板的下表面暴露在所述的第一开槽和所述的第二开槽处；
所述的第一正方形铜箔层的四条边的内侧分别设置有一个长方形孔，所述的第一基板的下表面暴露在所述的第一长方形孔处，所述的长方形孔的长边垂直于其对应的所述的第一正方形铜箔层的一条边，宽边平行于其对应的所述的第一正方形铜箔层的一条边，所述的长方形孔的长边的长度为2.7mm，宽边的宽度为2.3mm，所述的长方形孔的宽边的中心位于其对应的所述的第一正方形铜箔层的一条边与其对边的中心连线上，所述的长方形孔与其对应的所述的第一正方形铜箔层的一条边之间的间距为1mm，每个所述的长方形孔内分别设置有第一正方形铜箔块和第三长方形铜箔块，所述的第一正方形铜箔块的一条边位于该长方形孔靠近其对应的所述的第一正方形铜箔层的一条边的宽边处，所述的第一正方形铜箔块的边长为0.5mm，所述的第三长方形铜箔块的宽边位于所述的长方形孔靠近其对应的所述的第一正方形铜箔层的一条边的宽边的对边处，所述的第三长方形铜箔块的宽边的长度为0.5mm，所述的第三长方形铜箔块的长边的长度为1.3mm，且该长方形孔的两条宽边的中心连线、所述的第一正方形铜箔块的两条对边的连线以及所述的第三长方形铜箔块的两条宽边的中心连线位于同一直线上；
所述的第一正方形框槽和所述的第二正方形框槽将所述的第一正方形铜箔层由外到内分为第一铜箔区、第二铜箔区和第三铜箔区，每个所述的长方形孔处分别设置有一个100欧姆的贴片电阻，该100欧姆的贴片电阻的一端与所述的第二铜箔区连接，该100欧姆的贴片电阻的另一端与所述的第三铜箔区连接，所述的第二正方形开槽的每条槽处分别设置有一个所述的第一压控变容二极管，且该第一压控变容二极管的阴极与所述的第一铜箔区连接，该第一压控变容二极管的阳极与所述的第二铜箔区连接。
3.根据权利要求1所述的一种同时具备隐身与通信功能的电磁结构，其特征在于所述的馈线网络包括附着在所述的第二基板上表面的十字形铜箔层，所述的十字形铜箔层的宽度为0.15mm，所述的十字形铜箔层的四个顶端分别位于所述的第二基板的四条边的中心处。
4.根据权利要求1所述的一种同时具备隐身与通信功能的电磁结构，其特征在于所述的第二有源FSS包括第二正方形铜箔层，所述的第二正方形铜箔层附着在所述的第二基板的下表面，所述的第二正方形铜箔层的边长为25mm且其四条边一一对应设置在所述的第二基板的四条边处，所述的第二正方形铜箔层上设置有第三正方形框槽，所述的第二基板暴露在所述的第三正方形框槽处，所述的第三正方形框槽的四条槽与所述的第二基板的四条边一一对应平行，所述的第三正方形框槽的中心与所述的第二正方形铜箔层的中心重叠，所述的第三正方形框槽的槽宽为0.8mm，所述的第三正方形框槽的每条槽与其对应的所述的第二基板的一条边的距离为4.6mm；
所述的第三正方形框槽的每条槽处分别设置有第四长方形铜箔块和第五长方形铜箔块，所述的第四长方形铜箔块和所述的第五长方形铜箔块长边的长度为0.35mm，所述的第四长方形铜箔块和所述的第五长方形铜箔块宽边的宽度为0.15mm，每个所述的第四长方形铜箔块的一条长边设置在其所在的所述的第三正方形框槽的一条槽的外边沿上，每个所述的第四长方形铜箔块的另一条长边位于其所在的所述的第三正方形框槽的一条槽内，每个所述的第五长方形铜箔块的一条长边设置在其所在的所述的第三正方形框槽的一条槽的内边沿上，每个所述的第五长方形铜箔块的另一条长边位于其所在的所述的第三正方形框槽的一条槽内，每个所述的第四长方形铜箔块的两条长边的中心连线、每个所述的第五长方形铜箔块的两条长边的中心连线与其所在的所述的第三正方形框槽的一条槽的内边沿和外边沿的中心连线在一条直线上；
所述的第三正方形框槽将所述的第二正方形铜箔层分割为位于其外侧的框型铜箔区域和位于其内侧的正方形铜箔区域，所述的正方形铜箔区域的每个顶角处分别沿其对角线方向设置有一条宽度为0.2mm，长度为11.2mm的开槽，所述的第三正方形框槽的每条槽处的第四长方形铜箔块和第五长方形铜箔块之间设置有一个所述的第二压控变容二极管，且该第二压控变容二极管的阴极和所述的第五长方形铜箔块连接，该第二压控变容二极管的阳极和所述的第四长方形铜箔块连接。
5.根据权利要求1所述的一种同时具备隐身与通信功能的电磁结构，其特征在于所述的第一金属立柱的下端设置在所述的框型铜箔区域处，所述的第一金属立柱的上端设置在一个所述的等腰梯铜箔层处，所述的第二金属柱的下端设置在所述的正方形铜箔区域的中心处，所述的第二金属柱的上端设置在所述的第三铜箔区处。
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