可調(diào)諧單向微波隱身器件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電磁波控制技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種可調(diào)單向微波隱身器件。
【背景技術(shù)】
[0002] 隱身從古到今一直是人們所向往的目標(biāo)?？茖W(xué)家在飛機(jī)表面上覆蓋吸波材料，并 通過(guò)對(duì)飛機(jī)外形、幾何尺寸的設(shè)計(jì)，使雷達(dá)波照射到飛機(jī)上后被吸收，減少飛機(jī)對(duì)雷達(dá)波的 反射，實(shí)現(xiàn)了隱形戰(zhàn)機(jī)。但隨著雷達(dá)技術(shù)的發(fā)展以及地空雷達(dá)的廣泛運(yùn)用，通過(guò)吸收入射波 的隱身方式已逐漸顯露其不足之處，已無(wú)法再實(shí)現(xiàn)"隱身"。目前，另一種基于變換光學(xué)的非 吸收的隱身方式逐漸興起，其原理是利用超材料構(gòu)造出具有自然界中不存在的電磁參數(shù)的 材料，控制電磁波在隱身區(qū)域內(nèi)的傳播路徑，并且在電磁波出射時(shí)對(duì)其幅值和相位進(jìn)行修 復(fù)，使出射波與該區(qū)域內(nèi)沒(méi)有物體時(shí)無(wú)異。
[0003] 然而，基于變換光學(xué)的隱身器件需要非均勻及各向異性的復(fù)雜電磁參數(shù)，對(duì)超材 料的制造技術(shù)提出了很高的要求。目前所實(shí)現(xiàn)的光學(xué)隱身器件一般采用近似的方法減小非 均勻性，并將隱身器件的隱身范圍從三維降至二維，以使參數(shù)得到簡(jiǎn)化。另外，目前的光學(xué) 隱身器件一般都是小尺寸，利用超材料結(jié)構(gòu)單元實(shí)現(xiàn)特定的電磁參數(shù)，其結(jié)構(gòu)一旦確定，工 作頻段也隨之確定，工作頻率不可調(diào)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決上述相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問(wèn)題之一。
[0005] 為此，本發(fā)明的目的在于提出一種可調(diào)諧單向微波隱身器件，該器件的工作頻率 可調(diào)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，并且易于控制。
[0006] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明實(shí)施例提出了一種可調(diào)諧單向微波隱身器件，包括：第一 金屬開口諧振環(huán)陣列與第二金屬開口諧振環(huán)陣列，所述第一金屬開口諧振環(huán)陣列包括多個(gè) 第一金屬開口諧振環(huán)，所述第二金屬開口諧振環(huán)陣列包括多個(gè)第二金屬開口諧振環(huán)；多個(gè) 變?nèi)荻O管，所述多個(gè)變?nèi)荻O管分別對(duì)應(yīng)設(shè)置于所述第一金屬開口諧振環(huán)陣列中的每個(gè) 第一金屬開口諧振環(huán)的開口處與所述第二金屬開口諧振環(huán)陣列中的每個(gè)第二金屬開口諧 振環(huán)的開口處；直流穩(wěn)壓電源，所述直流穩(wěn)壓電源與所述多個(gè)變?nèi)荻O管相連；以及控制 器，所述控制器與所述直流穩(wěn)壓電源相連，用于控制直流穩(wěn)壓電源的輸出電壓以調(diào)節(jié)所述 變?nèi)荻O管兩端的端電壓，從而改變所述變?nèi)荻O管的電容值，以使器件的頻率特性曲線 發(fā)生移動(dòng)。
[0007] 根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例提出的可調(diào)諧單向微波隱身器件，通過(guò)金屬諧振環(huán)的諧振效 應(yīng)實(shí)現(xiàn)特定的各向異性的介電常數(shù)與磁導(dǎo)率，以滿足對(duì)電磁波傳播路徑與相位的控制，從 而實(shí)現(xiàn)對(duì)隱身區(qū)域內(nèi)部障礙物的隱身，并且通過(guò)直流穩(wěn)壓電源調(diào)節(jié)變?nèi)荻O管兩端的端電 壓，從而改變變?nèi)荻O管的電容值使器件的頻率特性曲線發(fā)生移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)不同頻段的電 磁波的隱身，使得器件內(nèi)部隱身區(qū)域的障礙物對(duì)平面內(nèi)單方向入射的電磁波隱身，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn) 單，易于控制。
[0008] 另外，根據(jù)本發(fā)明上述實(shí)施例的可調(diào)諧單向微波隱身器件還可以具有如下附加的 技術(shù)特征：
[0009] 進(jìn)一步地，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，上述隱身器件還包括：第一電路板，所述第 一電路板上設(shè)置有所述第一金屬開口諧振環(huán)陣列；第二電路板，所述第二電路板上設(shè)置有 所述第二金屬開口諧振環(huán)陣列；其中，所述第一電路板與所述第二電路板均有沿X'軸或y' 軸方向分布的周期性的凹槽，以使所述第一電路板與所述第二電路板通過(guò)凹槽互相組合固 定。
[0010] 進(jìn)一步地，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述第一電路板與所述第二電路板的基質(zhì) 為PCB基板，所述PCB基板的厚度范圍為0. 3~I. 0mm，所述PCB基板的介電常數(shù)范圍為 2. 0 ~4. 5〇
[0011] 進(jìn)一步地，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，金屬開口諧振環(huán)為類似U形的金屬器件。
[0012] 進(jìn)一步地，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，在每?jī)蓚€(gè)相鄰的金屬開口諧振環(huán)間開有凹 槽，以通過(guò)所述凹槽互相組合。
[0013] 進(jìn)一步地，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，第一金屬開口諧振環(huán)與第二金屬開口諧振 環(huán)的尺寸不同，并且所述多個(gè)第一金屬開口諧振環(huán)與所述多個(gè)第二金屬開口諧振環(huán)的分布 周期不同。
[0014] 進(jìn)一步地，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述多個(gè)變?nèi)荻O管的電容值變化范圍為 0~2pF，所述多個(gè)第一金屬開口諧振環(huán)與所述多個(gè)第二金屬開口諧振環(huán)的諧振頻率范圍 為 8 ~15GHz 〇
[0015] 優(yōu)選地，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述隱身器件為菱形。
[0016] 本發(fā)明附加的方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變 得明顯，或通過(guò)本發(fā)明的實(shí)踐了解到。
【附圖說(shuō)明】
[0017] 本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合下面附圖對(duì)實(shí)施例的描述中將變 得明顯和容易理解，其中：
[0018] 圖1為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的可調(diào)諧單向微波隱身器件的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019] 圖2為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的可調(diào)諧單向微波隱身器件的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020] 圖3為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的可調(diào)諧單向微波隱身器件的效果示意圖；
[0021] 圖4為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的平行于y' o' z'平面的電路板的結(jié)構(gòu)示意圖；以 及
[0022] 圖5為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的平行于X' o' z'平面的電路板的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023] 附圖標(biāo)記：
[0024] 可調(diào)諧單向微波隱身器件100、第一金屬開口諧振環(huán)陣列200、第二金屬開口諧振 環(huán)陣列300、直流穩(wěn)壓電源500、控制器600,變?nèi)荻O管401、變?nèi)荻O管402、…、變?nèi)荻O 管40N，第一金屬開口諧振環(huán)201、第一金屬開口諧振環(huán)202、…、第一金屬開口諧振環(huán)20N， 第二金屬開口諧振環(huán)301、第二金屬開口諧振環(huán)302、…、第二金屬開口諧振環(huán)30N ;平行于 y' o' z'平面的電路板1、凹槽2、金屬開口諧振環(huán)3、變?nèi)荻O管4、直流穩(wěn)壓電源5、隱身介 質(zhì)6、隱身區(qū)域7、平面波發(fā)射源8、電磁波等相位面9、走線10、金屬臂11、焊接變?nèi)荻O管 的缺口 12、平行于x' o' z'平面的電路板13。
【具體實(shí)施方式】
[0025] 下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終 相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過(guò)參考附 圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
[0026] 此外，術(shù)語(yǔ)"第一"、"第二"僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性 或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有"第一"、"第二"的特征可以明示或 者隱含地包括一個(gè)或者更多個(gè)該特征。在本發(fā)明的描述中，"多個(gè)"的含義是兩個(gè)或兩個(gè)以 上，除非另有明確具體的限定。
[0027] 在本發(fā)明中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語(yǔ)"安裝"、"相連"、"連接"、"固定"等 術(shù)語(yǔ)應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī) 械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過(guò)中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元 件內(nèi)部的連通。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)在本發(fā) 明中的具體含義。