CN115954681A - 一种可透光超宽带吸波结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种可透光超宽带吸波结构，包括吸波单元，所述吸波单元包括七层叠加结构，吸波单元的横截面为边长为p＝10mm的正方形,结构简单、可透光、吸波带宽超宽、吸波效率高、可弯曲等优点能够有效实现卫星太阳能电池板、战斗机的舷窗等的宽带微波隐身。
Description
技术领域
本发明涉及移动通信领域，具体涉及一种可透光超宽带吸波结构。
背景技术
随着监视和侦察的发展卫星技术、卫星的安全性和生存能力受到严重威胁，近年来，卫星太阳能电池板的隐身问题引起了极大的关注。现有卫星探测雷达以及机载雷达的工作频段一般在ku波段。传统的材料基吸收器和早期的超材料吸收器都不能满足其高效率的要求，现有的一些卫星的太阳能电池板隐身存在不透明、厚度、质量和制造方面的限制。对雷达自身性能来说，关键问题是如何消除杂波干扰、提高探测精度，最直接、有效的方法是应用吸波材料降低杂波干扰。但目前使用ku波段吸波材料存在不可透光、频带比较窄、吸波效率不高的缺点。本发明所设计的可透光吸波材料，实现了X波段、Ku波段、K波段和Ka波段的吸波全覆盖，并在这些波段内基本实现95％以上的电磁波吸收，同时可以实现有效透光，为太阳能电池板的隐身开辟了一条新途径。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可透光超宽带吸波结构，结构简单、可透光、吸波带宽超宽、吸波效率高、可弯曲等优点能够有效实现卫星太阳能电池板、战斗机的舷窗等的宽带微波隐身。
一种可透光超宽带吸波结构，包括吸波单元，所述吸波单元包括七层叠加结构；
第一层采用介电常数为3的ITO材料加工蚀刻而成，由一个内外半径分别为r1＝2.5mm，r2＝3.75mm的圆环和中间的十字形组成，其阻值为155欧姆；
第二层为采用PET材料制成的薄膜层；
第三层采用介电常数为2.25的PMMA材料制成；
第四层为在整个ITO薄膜中间蚀刻了一个宽度为0.1mm的缝隙凹槽，该缝隙凹槽的内边长为l1＝6.8mm，该缝隙外围距离单元四边最近距离为1.5mm；
第五层与第二层完全相同，第六层和第三层完全相同；
第七层为整张的ITO薄膜，其方阻值为5欧姆；
上述吸波结构由若干吸波单元组合构成。
优选的，所述吸波单元的横截面为边长为p＝10mm的正方形。
优选的，所述第三层和第六层的厚度为d＝2mm。
优选的，所述吸波结构由吸波单元通过侧面粘接组合而成。
优选的，所述吸波结构能够附在太阳能电池板上。
本发明的优点在于：结构简单、可透光、吸波带宽超宽、吸波效率高、可弯曲等优点能够有效实现卫星太阳能电池板、战斗机的舷窗等的宽带微波隐身。
附图说明
图1为本发明的吸波单元的结构示意图；
图2为本发明的可透光吸波器的吸收率曲线图；
图3为本发明的加工样品第一层整体结构图；
图4为本发明的第一层吸波单元结构图；
图5为本发明的加工样品第四层整体结构图；
图6为本发明的第四层吸波单元结构图；
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
如图1至图6所示，本发明包括吸波单元，所述吸波单元包括七层叠加结构；如上图1(b)所示，第一层为加工蚀刻ITO的吸波结构，ITO材料的介电常数为3，单元周长为p＝10mm它由一个内外半径分别为r1＝2.5mm，r2＝3.75mm的圆环和中间的十字形组成，它的方阻值为155欧姆；第二层为PET，厚度忽略；第三层为PMMA材料，厚度为d＝2mm，介电常数为2.25；第四层为在整个ITO薄膜中间蚀刻了一个宽度为0.1mm的缝隙凹槽，该缝隙凹槽的内边长为l1＝6.8mm，该缝隙外围距离单元四边最近距离为1.5mm。第五层与第二层完全相同为PET材料，第六层和第三层完全相同为PMMA材料，厚度为d＝2mm。第七层为整张的ITO薄膜，其方阻值为5欧姆。七层结构一起构成一个吸波单元整体。
上述吸波结构由若干吸波单元组合构成。所述吸波单元的横截面为边长为p＝10mm的正方形。所述吸波结构由吸波单元通过侧面粘接组合而成。所述吸波结构能够附在太阳能电池板上。
具体实施方式及原理：
图1(a)描述了所设计的超薄光学透明超材料吸收体覆盖在太阳能电池板上。入射可见光可以在可透光超材料吸收体的吸收率A(ω)可由下式计算反射系数和透射系数表示为R(ω)和T(ω)，A(ω-T(ω)＝1-|S11|2-|S21|2。底部ITO层近似为理想导电体(PEC)，入射波的传输几乎底部ITO层和吸收率可以简化定义为A(ω)＝1-|S11|2。
在电磁波垂直入射下，可透光超材料吸收体在8.7GHz-38.9GHz频段内的任意极化下表现出超过90％的吸收率，如下图2所示。电磁波斜入射时，在加工制作厚度为4mm的可透光超材料吸收体样品，CST仿真得到所设计可透光超材料吸收体实现了X波段、Ku波段、K波段和Ka波段的吸波全覆盖，并在这些波段内基本实现95％以上的电磁波吸收，同时可以实现有效透光。
基于上述，本发明结构简单、可透光、吸波带宽超宽、吸波效率高、可弯曲等优点能够有效实现卫星太阳能电池板、战斗机的舷窗等的宽带微波隐身。
由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。
Claims (5)
1.一种可透光超宽带吸波结构，其特征在于，包括吸波单元，所述吸波单元包括七层叠加结构；
第一层采用介电常数为3的ITO材料加工蚀刻而成，由一个内外半径分别为r1＝2.5mm，r2＝3.75mm的圆环和中间的十字形组成，其阻值为155欧姆；
第二层为采用PET材料制成的薄膜层；
第三层采用介电常数为2.25的PMMA材料制成；
第四层为在整个ITO薄膜中间蚀刻了一个宽度为0.1mm的缝隙凹槽，该缝隙凹槽的内边长为l1＝6.8mm，该缝隙外围距离单元四边最近距离为1.5mm；
第五层与第二层完全相同，第六层和第三层完全相同；
第七层为整张的ITO薄膜，其方阻值为5欧姆；
上述吸波结构由若干吸波单元组合构成。
2.根据权利要求1所述的一种可透光超宽带吸波结构，其特征在于：所述吸波单元的横截面为边长为p＝10mm的正方形。
3.根据权利要求1所述的一种可透光超宽带吸波结构，其特征在于：所述第三层和第六层的厚度为d＝2mm。
4.根据权利要求1所述的一种可透光超宽带吸波结构，其特征在于：所述吸波结构由吸波单元通过侧面粘接组合而成。
5.根据权利要求1所述的一种可透光超宽带吸波结构，其特征在于：所述吸波结构能够附在太阳能电池板上。
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|---|---|
| CN (1) | CN115954681A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117559141A (zh) * | 2023-11-01 | 2024-02-13 | 广东技术师范大学 | 一种基于拓扑优化的透明宽带超材料吸波体及其制备方法 |
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2022
- 2022-12-13 CN CN202211604013.0A patent/CN115954681A/zh active Pending
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