【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电磁功能材料，尤其是涉及一种兼具吸波可调和透波可切换的多功能隐身超表面。
技术介绍
1、超表面在成像、传感、通信、雷达等领域发挥着重要作用。超表面技术具有极高的应用价值，天线罩的设计就是其中之一。最初的天线罩仅具有防护的功能，主要目的是为了保护天线不会受到外界环境的干扰而影响其性能。随着超表面技术的发展，天线罩除了具备防护功能外，还具有额外的功能，如提供了一个可切换的透波窗口，在需要通信时打开此透波窗口，而在不需要通信时将其关闭。这使得天线罩在保护了天线的同时还提升了天线的通信性能。但是随着雷达探测技术的发展，通信设备以及军事设备的隐身性能变得越来越重要。
2、衡量电磁隐身性能的指标为雷达散射截面积(rcs)，rcs越小则表明隐身性能越好。然而，目前大多数超表面是通过增加吸波材料来吸收电磁波以降低设备的rcs，并不具备灵活的吸波可调功能。这种方法虽然能在大多数环境下降低设备的rcs，但是在某些特定的环境下，如在某些反射率较高的环境背景下，由于超表面的高吸波率反而会暴露设备所在的位置。因此，目前亟需一种既具有散射特性调节功能又具有透射特性切换功能的多功能隐身超表面，其既具有可以灵活调控的透波窗口，还可以工作在各种不同的环境中实现隐身功能。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种兼具吸波可调和透波可切换的多功能隐身超表面，用以解决上述问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了一种兼具吸波可调和透波可切换的多功能隐身超表面，由若干个超表面单元
3、优选的，在上述一种兼具吸波可调和透波可切换的多功能隐身超表面中，所述介质基板采用的是cfs300基板,介电常数为3，正切角损耗为0.001。
4、优选的，在上述一种兼具吸波可调和透波可切换的多功能隐身超表面中，所述pmi泡沫的介电常数为1.08，正切角损耗为0.003。
5、优选的，在上述一种兼具吸波可调和透波可切换的多功能隐身超表面中，所述金属贴片的材料为铜，加工厚度设置为0.017mm。
6、优选的，在上述一种兼具吸波可调和透波可切换的多功能隐身超表面中，所述pin二极管型号为ma4agp907。
7、优选的，在上述一种兼具吸波可调和透波可切换的多功能隐身超表面中，所述石墨烯电容器由石墨烯薄膜和由电解质层分隔的高阻抗片组成。
8、因此，本专利技术采用上述结构的一种兼具吸波可调和透波可切换的多功能隐身超表面，通过多个超表面单元排列组成，pin二极管截止时，等效于30ph的电感、28ff的电容串联；pin二极管导通时，等效于30ph的电感、7.8ω的电阻串联。通过独立控制pin二极管以及石墨烯电容器的导通电压，实现了透射特性和散射特性的独立调节，不仅实现了超表面的散射特性可调谐和透射特性可重构，而且具有散射调节带宽较宽、透射频段损耗较小、制造成本低、易于调控等优势。由于上述优点，所提出的超表面在通信、军事等领域具有潜在的应用价值。
9、下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。
10、附图说明
11、图1为本专利技术一种兼具吸波可调和透波可切换的多功能隐身超表面实施例的超表面单元的整体结构示意图；
12、图2为本专利技术一种兼具吸波可调和透波可切换的多功能隐身超表面实施例的超表面单元的侧视图；
13、图3为本专利技术一种兼具吸波可调和透波可切换的多功能隐身超表面实施例的超表面单元谐振层的结构示意图；
14、图4为本专利技术一种兼具吸波可调和透波可切换的多功能隐身超表面实施例的超表面单元石墨烯电容器层的结构示意图；
15、图5为本专利技术一种兼具吸波可调和透波可切换的多功能隐身超表面实施例的超表面单元频率选择表面层的结构示意图；
16、图6为石墨烯电容器方阻值在200ω/m2～800ω/m2之间变化时，pin二极管截止时，超表面单元的反射系数曲线；
17、图7为石墨烯电容器方阻值在200ω/m2～800ω/m2之间变化时，pin二极管截止时，超表面单元的透射系数曲线；
18、图8为石墨烯电容器方阻值为300ω/m2，pin二极管状态改变时，超表面单元的反射系数曲线；
19、图9为石墨烯电容器方阻值为300ω/m2，pin二极管状态改变时，超表面单元的透射系数曲线；
20、图10为石墨烯电容器方阻值为300ω/m2，pin二极管截止时，超表面单元在不同入射角度的反射系数曲线；
21、图11为石墨烯电容器方阻值为300ω/m2，pin二极管截止时，超表面单元在不同入射角度的透射系数曲线。
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1.一种兼具吸波可调和透波可切换的多功能隐身超表面，其特征在于，由若干个超表面单元周期性排列组成，该超表面单元包括谐振层、石墨烯电容器层和频率选择表面层，所述谐振层包括三层，三层所述谐振层、石墨烯电容器层和所述频率选择表面层由上至下排列依次为第一谐振层、第二谐振层、石墨烯电容器层、第三层谐振层、频率选择表面层，每层之间的间隙使用PMI泡沫填充作为支撑；所述谐振层和所述频率选择表面层通过介质基板和金属贴片构成，所述第一谐振层、第二谐振层和第三谐振层的金属贴片形状相同，为具有弯折结构的类方环；所述频率选择表面层的金属贴片结构为中间设置有十字结构，且该十字结构与其他部分金属贴片结构之间设置有空隙，所述十字结构和其他部分金属贴片结构之间的空隙上集成有PIN二极管；所述石墨烯电容器层中间具有矩形挖槽。
2.根据权利要求1所述的一种兼具吸波可调和透波可切换的多功能隐身超表面，其特征在于，所述介质基板采用的是CFS300基板,介电常数为3，正切角损耗为0.001。
3.根据权利要求2所述的一种兼具吸波可调和透波可切换的多功能隐身超表面，其特征在于，所述PMI泡沫的介电常
4.根据权利要求3所述的一种兼具吸波可调和透波可切换的多功能隐身超表面，其特征在于：所述金属贴片的材料为铜，加工厚度设置为0.017mm。
5.根据权利要求4所述的一种兼具吸波可调和透波可切换的多功能隐身超表面，其特征在于，所述PIN二极管型号为MA4AGP907。
6.根据权利要求5所述的一种兼具吸波可调和透波可切换的多功能隐身超表面，其特征在于，所述石墨烯电容器由石墨烯薄膜和由电解质层分隔的高阻抗片组成。
...【技术特征摘要】
1.一种兼具吸波可调和透波可切换的多功能隐身超表面，其特征在于，由若干个超表面单元周期性排列组成，该超表面单元包括谐振层、石墨烯电容器层和频率选择表面层，所述谐振层包括三层，三层所述谐振层、石墨烯电容器层和所述频率选择表面层由上至下排列依次为第一谐振层、第二谐振层、石墨烯电容器层、第三层谐振层、频率选择表面层，每层之间的间隙使用pmi泡沫填充作为支撑；所述谐振层和所述频率选择表面层通过介质基板和金属贴片构成，所述第一谐振层、第二谐振层和第三谐振层的金属贴片形状相同，为具有弯折结构的类方环；所述频率选择表面层的金属贴片结构为中间设置有十字结构，且该十字结构与其他部分金属贴片结构之间设置有空隙，所述十字结构和其他部分金属贴片结构之间的空隙上集成有pin二极管；所述石墨烯电容器层中间具有矩形挖槽。
2.根据权利要求1所述的一种...
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