【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电磁波吸收技术，尤其是涉及一种基于方圆十字多嵌套结构的超表面吸波体。
技术介绍
1、超表面吸波体是具有特殊电磁性质的人工周期复合材料，其结构尺寸一般远小于工作波长。超表面吸波体由于其优异的电磁调控性能而备受关注，近些年在电磁兼容、电磁防护以及军事隐身领域拥有广泛的应用前景。目前传统吸波材料存在结构厚度大、低频设计难、吸波频带窄等问题，难以满足目前宽带化、轻薄化的吸波需求。
2、超表面吸波体主要依靠单元中金属结构的电磁谐振来制造吸波频点，由于单频点和多频点超表面吸波体只能在某一特定频率处减小反射波，限制了其应用场景，宽频带超表面吸波体的研究就显得尤为重要。
技术实现思路
1、针对现有技术，本专利技术提供一种基于方圆十字多嵌套结构的超表面吸波体，该吸波体包含顶层金属谐振层、介质层、底层金属反射层；所述金属谐振层由多个周期单元阵列结构组成，谐振单元包括开口环圆形结构、开口方形环、十字交叉贴片和4个贴片电阻；开口圆环分布在谐振层最外侧，并与单元边界保持一定的距离，圆环的四个开口处均焊接阻值为370ω的贴片电阻；开口方形环分布在圆环内侧，其外环对角线为开口圆内直径；十字贴片位于开口方形环内侧对角线处。超表面吸波体制作结构简单，在7.35-18.18ghz处达到90％以上的电磁波吸收率，具有很好的带宽吸收特性。
2、为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：
3、一种基于方圆十字多嵌套结构的超表面吸波体，由上至下依次包含金属谐振层、介质层和金
4、进一步的，吸波体的金属谐振层和底层金属反射层厚度x2均为0.035mm，介质层厚度x1为2.6mm；吸波体底层金属反射层和介质层均为边长相等，边长l均为9.4mm；开口圆环内外径r1和r2分别为2.7mm和3mm，圆环开口处为内角θ为10°；开口方形环内外边长a和b分别为3.42mm和3.82mm，4个开口距离c均为0.89mm；十字交叉贴片为两个长d和宽e为5.12mm×0.28mm的长方形垂直组合。
5、进一步的，所述的介质层采用fr-4材料制作成为介质基板，介质层所使用的fr-4环氧树脂材料基板的介电常数为4.3。顶层金属谐振层和底层金属反射层均使用金属铜制作而成。
6、进一步的，所述的金属谐振层中开口圆环开口处贴片电阻的阻值为370ω。
7、相对现有技术，本专利技术所属的基于方圆十字多嵌套结构的超表面吸波体具有以下优势：
8、1.本专利技术的谐振层的结构由简单的图案嵌套而成，电磁波在入射超表面吸波体时，吸波体与外部介质具有完美的阻抗匹配效果，在7.35-18.18ghz频段内，分别在7.9ghz、13.1ghz和17.85ghz三个频点附近产生明显的谐振峰，并且进行叠加，使得谐振层能够具有宽带吸收的性能，与同类型的超表面吸波体相比，该吸波体的实际吸收带宽为10.83ghz，相对带宽为84.84％，具有更好宽带效果，且该吸波体制作工艺简单节约成本。
9、2.本专利技术的吸波体兼顾谐振层结构简单和宽吸收带的良好性能，该吸波体的单元结构只包含三个部分，分别为顶层金属谐振层、介质层和金属反射层；所提出吸波体的金属谐振层由多周期单元谐振阵列组成，所述谐振单元包括开口圆环结构、开口方形环、十字交叉贴片和4个贴片电阻；在7.35-18.18ghz频段内吸波率达90％以上，相较于同类型其他结构吸波体具有更宽的吸收带宽。
10、下面将结合实施例参照附图进行详细说明。
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1.一种基于方圆十字多嵌套结构的超表面吸波体，其特征在于：由上至下依次包含金属谐振层、介质层和金属反射层；所提出吸波体的金属谐振层由多周期单元谐振阵列组成，所述谐振单元包括开口圆环结构、开口方形环、十字交叉贴片和4个贴片电阻；每个谐振单元的开口圆环结构由四个内外径相等、圆弧角为80°的圆弧形闭口结构组成，开口环圆心与介质层正方形对角线交点重合，4个贴片电阻分别焊接在圆环结构开口处，开口方形环外侧边对角线长度为开口圆环的内直径，每个开口方形环由4个长宽均相等的“L”型金属结构组成，十字交叉贴片位于开口方形环内对角线处，其十字交点与开口方形环内对角线交点重合；所述金属谐振层、介质层和金属反射层构成吸波器单元结构，金属谐振层附着在介质层的顶层，金属反射层附着在介质层的底层。
2.根据权利要求1所述的一种基于方圆十字多嵌套结构的超表面吸波体，其特征在于：所述吸波体金属反射层和介质层均为边长相等的正方形，边长均为9.4mm，所述金属谐振层和底层金属反射层厚度均为0.035mm，介质层厚度为2.6mm，每个单元结构金属谐振层的开口圆环内外径分别为2.7mm和3.0mm，圆弧角为8
3.根据权利要求1所述一种基于方圆十字多嵌套结构的超表面吸波体，其特征在于：所述的金属谐振层和金属反射层均由厚度为0.035mm的铜制成，介质层采用FR-4环氧树脂制成，FR-4环氧树脂板子的介电常数为4.3。
4.根据权利要求1所述一种基于方圆十字多嵌套结构的超表面吸波体，其特征在于：所述的金属谐振层中开口圆环开口处贴片电阻的阻值为370Ω。
...【技术特征摘要】
1.一种基于方圆十字多嵌套结构的超表面吸波体，其特征在于：由上至下依次包含金属谐振层、介质层和金属反射层；所提出吸波体的金属谐振层由多周期单元谐振阵列组成，所述谐振单元包括开口圆环结构、开口方形环、十字交叉贴片和4个贴片电阻；每个谐振单元的开口圆环结构由四个内外径相等、圆弧角为80°的圆弧形闭口结构组成，开口环圆心与介质层正方形对角线交点重合，4个贴片电阻分别焊接在圆环结构开口处，开口方形环外侧边对角线长度为开口圆环的内直径，每个开口方形环由4个长宽均相等的“l”型金属结构组成，十字交叉贴片位于开口方形环内对角线处，其十字交点与开口方形环内对角线交点重合；所述金属谐振层、介质层和金属反射层构成吸波器单元结构，金属谐振层附着在介质层的顶层，金属反射层附着在介质层的底层。
2.根据权利要求1所述的一种基于方圆十字多嵌套结构的超表面吸波体，其特征在于：所述吸波体金属反射层和介质层均为边...
【专利技术属性】
技术研发人员：栾君玲，陈婷，张献，杨文荣，贺浩岩，赵钰樑，
申请(专利权)人：河北工业大学，
类型：发明
国别省市：
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