電磁波偏折材料的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本申請(qǐng)公開(kāi)了一種電磁波偏折材料，包括：功能層，該功能層包括至少一個(gè)非金屬的介質(zhì)層和多個(gè)附著在介質(zhì)層上的金屬的導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)，其中，多個(gè)導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)在介質(zhì)層的至少一個(gè)表面上沿第一方向非均勻排布，多個(gè)導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)在至少一個(gè)表面上沿與第一方向垂直的第二方向均勻排布；所述電磁波偏折材料還包括覆蓋在所述介質(zhì)層上的導(dǎo)電層。通過(guò)本申請(qǐng)，解決了相關(guān)技術(shù)中減小電磁波回波的材料存在的問(wèn)題，從而提供了一種新的減小電磁波回波的材料，減輕了材料的重量。
【專(zhuān)利說(shuō)明】電磁波偏折材料

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及超材料【技術(shù)領(lǐng)域】，具體而言，涉及電磁波偏折材料。

【背景技術(shù)】
[0002]為了降低電磁波的回波產(chǎn)生的干擾，或者防止物體被電磁波偵測(cè)，需要減小入射至物體表面的電磁波的回波。
[0003]在相關(guān)技術(shù)中，減小電磁波回波的方式一般是通過(guò)在物體的表面涂覆吸波材料來(lái)將電磁波吸收，然而吸波材料通常厚度較大或者質(zhì)量較重，因此，該方式的應(yīng)用場(chǎng)景十分有限。
[0004]并且，在相關(guān)技術(shù)中還沒(méi)有通過(guò)連續(xù)改變電磁波的傳播路徑而減小電磁波回波的材料。
[0005]在相關(guān)技術(shù)中存在一種材料，這種材料的整體的介電常數(shù)和磁導(dǎo)率呈一定規(guī)律排布，規(guī)律排布的磁導(dǎo)率和介電常數(shù)可使得材料對(duì)電磁波具有宏觀上的響應(yīng)，例如匯聚電磁波、發(fā)散電磁波、吸收電磁波等。該類(lèi)具有規(guī)律排布的磁導(dǎo)率和介電常數(shù)的材料稱(chēng)之為超材料。
[0006]在超材料的基本單元中，具有一種導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)，該導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)為具有幾何形狀的金屬層結(jié)構(gòu)，能夠?qū)θ肷潆姶挪妶?chǎng)和/或磁場(chǎng)產(chǎn)生響應(yīng)以改變每個(gè)超材料的基本單元對(duì)入射電磁波的響應(yīng)。多個(gè)超材料的基本單元按照一定規(guī)律排列，可以使得超材料對(duì)電磁波具有宏觀上的響應(yīng)。由于超材料整體需對(duì)入射電磁波有宏觀電磁響應(yīng)，因此各個(gè)超材料基本單元對(duì)入射電磁波的響應(yīng)需形成連續(xù)響應(yīng)，這要求每一超材料基本單元的尺寸小于入射電磁波五分之一波長(zhǎng)，優(yōu)選為入射電磁波十分之一波長(zhǎng)。需要說(shuō)明的是，在上述描述中將超材料整體劃分為鍍鉻超材料基本單元是一種人為的劃分方法，僅為了便于描述，不應(yīng)看成超材料由多個(gè)超材料基本單元拼接或組裝而成。實(shí)際應(yīng)用中超材料是將人造金屬導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)排布在介質(zhì)層上構(gòu)成，工藝簡(jiǎn)單且成本低廉。然而，超材料的廣泛應(yīng)用尚有待開(kāi)發(fā)。
[0007]針對(duì)相關(guān)技術(shù)中減小電磁波回波的材料存在的問(wèn)題，目前尚未提出有效的解決方案。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明提供了一種電磁波偏折材料，以至少解決相關(guān)技術(shù)中減小電磁波回波的材料存在的問(wèn)題。
[0009]根據(jù)本申請(qǐng)的一個(gè)方面，提供了一種電磁波偏折材料，包括:功能層，所述功能層包括至少一個(gè)非金屬的介質(zhì)層和多個(gè)附著在所述介質(zhì)層上的導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述多個(gè)導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)在所述介質(zhì)層的至少一個(gè)表面上沿第一方向非均勻排布，所述多個(gè)導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)在所述至少一個(gè)表面上沿與所述第一方向垂直的第二方向均勻排布；所述電磁波偏折材料還包括設(shè)置在所述介質(zhì)層上的導(dǎo)電層。
[0010]優(yōu)選地，所述第一方向?yàn)殡姶挪ㄈ肷涞剿鲭姶挪ㄆ鄄牧仙喜⒀厮鲭姶挪ㄆ鄄牧媳砻嫘纬傻谋砻娌ǖ姆较颉?br> [0011 ] 優(yōu)選地，所述電磁波偏折材料包括多個(gè)所述功能層。
[0012]優(yōu)選地，所述多個(gè)導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)在所述介質(zhì)層的至少一個(gè)表面上沿所述第一方向非均勻排布包括:所述多個(gè)導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)按照尺寸的大小沿所述第一方向逐漸增大、逐漸減小、先增大后減小、先減小后增大，或者增大和減小依次交替的方式排布。
[0013]優(yōu)選地，所述多個(gè)導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)在所述介質(zhì)層的至少一個(gè)表面上沿所述第一方向非均勻排布包括:所述多個(gè)導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)按照厚度的大小沿所述第一方向逐漸增大、逐漸減小、先增大后減小、先減小后增大，或者增大和減小依次交替的方式排布。
[0014]優(yōu)選地，所述多個(gè)導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)在所述介質(zhì)層的至少一個(gè)表面上沿所述第一方向非均勻排布包括:所述多個(gè)導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)按照每個(gè)導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)沿所述第一方向變化的方式排布。
[0015]優(yōu)選地，所述多個(gè)導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)在所述介質(zhì)層的至少一個(gè)表面上沿所述第一方向非均勻排布包括:所述多個(gè)導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)按照制成每個(gè)導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)的幾何線條的粗細(xì)沿所述第一方向逐漸增大、逐漸減小、先增大后減小、先減小后增大，或者增大和減小依次交替的方式排布。
[0016]優(yōu)選地，所述多個(gè)導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)在所述介質(zhì)層的至少一個(gè)表面上沿所述第一方向非均勻排布包括:以第二方向?yàn)樾蟹较?，排布在一條平行于第二方向的直線上的導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)為一行導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)，所述多個(gè)導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)按照相鄰兩行導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)之間的間距沿所述第一方向上逐漸增大、逐漸減小、先增大后減小、先減小后增大或者增大和減小依次交替的方式排布。
[0017]優(yōu)選地，所述多個(gè)導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)在所述介質(zhì)層的至少一個(gè)表面上沿所述第一方向非均勻排布包括:以第二方向?yàn)樾蟹较?，排布在一條平行于第二方向的直線上的導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)為一行導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)，所述多個(gè)導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)按照每行上相鄰兩導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)的間距沿所述第一方向上逐漸增大、逐漸減小、先增大后減小、先減小后增大或者增大和減小依次交替的方式排布。
[0018]優(yōu)選地，所述多個(gè)導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)在所述介質(zhì)層的至少一個(gè)表面上沿所述第一方向非均勻排布包括:所述多個(gè)導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)按照制成每個(gè)導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)的材料的介電常數(shù)和/或磁導(dǎo)率沿所述第一方向逐漸增大、逐漸減小、先增大后減小、先減小后增大，或者增大和減小依次交替的方式排布。
[0019]優(yōu)選地，所述介質(zhì)層的一個(gè)表面設(shè)置有所述導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)，另一個(gè)表面設(shè)置有導(dǎo)電層。
[0020]優(yōu)選地，所述導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)為90度旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)。
[0021 ] 優(yōu)選地，所述導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)為非對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)。
[0022]優(yōu)選地，所述導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)為由至少一根金屬絲組成的平面結(jié)構(gòu)或立體結(jié)構(gòu)。
[0023]優(yōu)選地，所述導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)表面設(shè)有保護(hù)層。
[0024]優(yōu)選地，所述介質(zhì)層和所述導(dǎo)電層之間通過(guò)粘接和/或緊固件固定的方式連接。
[0025]優(yōu)選地，所述導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)之間填充有吸波材料。
[0026]優(yōu)選地，所述導(dǎo)電層為所述電磁波偏折材料所附著的、接收電磁波的設(shè)備所具有的導(dǎo)電材料制成的外殼。
[0027]優(yōu)選地，所述功能層通過(guò)緊固和/或粘接固定的方式安裝在所述外殼上。
[0028]通過(guò)本申請(qǐng)，采用包括功能層，該功能層包括非金屬的介質(zhì)層和多個(gè)附著在介質(zhì)層上的金屬的導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)，其中，多個(gè)導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)在介質(zhì)層的至少一個(gè)表面上沿第一方向非均勻排布，多個(gè)導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)在至少一個(gè)表面上沿與第一方向垂直的第二方向均勻排布的電磁波偏折材料，解決了相關(guān)技術(shù)中減小電磁波回波的材料存在的問(wèn)題，從而提供了一種新的減小電磁波回波的材料，減輕了材料的重量。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0029]此處所說(shuō)明的附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0030]圖1是根據(jù)本申請(qǐng)實(shí)施例的電磁波偏折材料的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖2是根據(jù)本申請(qǐng)實(shí)施例的對(duì)稱(chēng)導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖3是根據(jù)本申請(qǐng)優(yōu)選實(shí)施例的耶路撒冷十字導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖4是根據(jù)本申請(qǐng)優(yōu)選實(shí)施例的導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)排布的示意圖；
[0034]圖5是根據(jù)本申請(qǐng)優(yōu)選實(shí)施例的加導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)和不加導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)的材料的回波效果對(duì)比示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0035]需要說(shuō)明的是，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。
[0036]在本實(shí)施例中提供了一種電磁波偏折材料，該材料包括:功能層10，該功能層10包括至少一個(gè)非金屬的介質(zhì)層12和多個(gè)附著在該介質(zhì)層12上的金屬的導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)20，其中，多個(gè)導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)20在介質(zhì)層12的至少一個(gè)表面上沿第一方向非均勻排布，多個(gè)導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)20在至少一個(gè)表面上沿與第一方向垂直的第二方向均勻排布。
[0037]圖1是根據(jù)本申請(qǐng)實(shí)施例的電磁波偏折材料的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示，示出了功能層10中的一個(gè)介質(zhì)層12，其中介質(zhì)層的一個(gè)表面排布有導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)20。圖中的X軸方向表示第一方向，y軸方向表示第二方向。其中，圖中示意性地示出了導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)20在X軸方向上的非均勻排列的一種方式，即沿著X軸方向的導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)20之間的距離越來(lái)越大。
[0038]通過(guò)本實(shí)施例中的上述材料，將金屬的導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)20沿第一方向非均勻排布，由于導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)20本身的結(jié)構(gòu)及材料能夠?qū)﹄姶挪óa(chǎn)生響應(yīng)，從而使得沿第一方向的功能層10的折射率逐漸變大或變??；導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)20沿第二方向均勻排布，以使沿第二方向的功能層10的折射率保持不變。使用這種材料，當(dāng)電磁波入射后，在折射率逐漸變化的方向上持續(xù)偏折，使得電磁波的相位發(fā)生改變，從而減小了電磁波的回波。由于通過(guò)對(duì)導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)20在第一方向上的非均勻排布方式進(jìn)行改變可以改變上述材料的折射率的變化程度，因此，基于上述方式得到的材料，可以根據(jù)使用的需要設(shè)計(jì)滿(mǎn)足更多應(yīng)用場(chǎng)景的材料，從而可以減輕材料的重量。
[0039]優(yōu)選地，上述的第一方向?yàn)殡姶挪ㄈ肷涞诫姶挪ㄆ鄄牧仙喜⒀卦撾姶挪ㄆ鄄牧媳砻嫘纬傻谋砻娌ǖ姆较颉?br> [0040]優(yōu)選地，電磁波偏折材料包括多個(gè)功能層10。當(dāng)介質(zhì)層12有多個(gè)的情況下，將多個(gè)介質(zhì)層12沿垂直于介質(zhì)層12表面的方向堆疊并通過(guò)一定的組裝或連接方式構(gòu)成一個(gè)立體的整體，以形成優(yōu)選的功能層10。
[0041]上述所述的導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)20在介質(zhì)層12上非均勻排布的方式有多種。
[0042]例如，多個(gè)導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)20按照各自導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)20的尺寸的大小由小至大或者由大至小、先增大后減小、先減小后增大或者增大和減小依次交替地在第一方向上排布；
[0043]例如，多個(gè)導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)20按照制成每個(gè)導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)20的材料的介電常數(shù)和/或磁導(dǎo)率沿第一方向逐漸增大、逐漸減小、先增大后減小、先減小后增大或者增大和減小依次交替的方式排布；
[0044]例如，多個(gè)導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)20按照每個(gè)導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)20的結(jié)構(gòu)沿第一方向變化的方式排布，其中導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)20的結(jié)構(gòu)的上述變化引起上述材料的折射率沿第一方向逐漸增大、逐漸減小、先增大后減小、先減小后增大或者增大和減小依次交替；
[0045]例如，多個(gè)導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)20按照制成每個(gè)導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)20的幾何線條的粗細(xì)沿第一方向逐漸增大的方式排布，也可以按照逐漸減小、先增大后減小、先減小后增大或者增大和減小依次交替的方式排布；
[0046]例如，以第二方向?yàn)樾蟹较颍挪荚谝粭l平行于第二方向的直線上的導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)20為一行導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)，多個(gè)導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)20按照每行上相鄰兩導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)20的間距沿第一方向上逐漸增大、逐漸減小、先增大后減小、先減小后增大,或者增大和減小依次交替的方式排布；
[0047]例如，以第二方向?yàn)樾蟹较?，排布在一條平行于第二方向的直線上的導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)20為一行導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)20，多個(gè)導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)20按照相鄰兩行導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)20之間的間距沿第一方向上逐漸增大、逐漸減小、先增大后減小、先減小后增大,或者增大和減小依次交替的方式排布；
[0048]再例如，多個(gè)導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)20按照制成每個(gè)導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)20的材料的介電常數(shù)和/或磁導(dǎo)率沿第一方向逐漸增大、逐漸減小、先增大后減小、先減小后增大，或者增大和減小依次交替的方式排布。
[0049]需要說(shuō)明的是，上述的非均勻排布方式可以相互結(jié)合，只要能夠?qū)崿F(xiàn)沿第一方向的折射率均勻增大即可。并且，導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)20也可以對(duì)稱(chēng)地非均勻排布在該介質(zhì)層12的兩個(gè)表面上。
[0050]介質(zhì)層12的兩個(gè)表面都可以設(shè)置有導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)20。優(yōu)選地,介質(zhì)層12的一個(gè)表面設(shè)置有導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)20，另一個(gè)表面覆蓋有導(dǎo)電層。所述導(dǎo)電層優(yōu)選為金屬箔層，例如銅箔等，可具有較好的電磁波反射功能，使得以相對(duì)于介質(zhì)層表面法線成較大傾斜角入射的電磁波進(jìn)入介質(zhì)層后在介質(zhì)層與導(dǎo)電層之間形成表面波。介質(zhì)層12上也可不具有導(dǎo)電層，該導(dǎo)電層是該電磁波偏折材料被安裝固定到一個(gè)接收電磁波、并希望反射回去的電磁波能量盡可能低得設(shè)備上，該設(shè)備表面為導(dǎo)電材料制成的外殼，則該外殼可充當(dāng)上述導(dǎo)電層的反射作用。通過(guò)將功能層緊固或粘接或二者的結(jié)合可將電磁波偏折材料固定到該設(shè)備的外殼上。
[0051]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)20為對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)，圖2是根據(jù)本申請(qǐng)實(shí)施例的對(duì)稱(chēng)導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖2所示，該導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)為90度旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)，即導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)20的拓?fù)鋱D案順時(shí)鐘或者逆時(shí)鐘旋轉(zhuǎn)90度之后都能與原圖案完全重合。圖2所示的結(jié)構(gòu)中包括垂直相交的兩條臂202，每條臂202上都連接有一個(gè)“工”型結(jié)構(gòu)204。在具體應(yīng)用中的結(jié)構(gòu)并不限于上述結(jié)構(gòu)，該對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)可以有多種變形。這種結(jié)構(gòu)上的對(duì)稱(chēng)，能夠?qū)σ匀我饨嵌热肷涞碾姶挪ㄟM(jìn)行相同的偏折，能夠應(yīng)用于更多的應(yīng)用場(chǎng)景中。但是，需要說(shuō)明的是上述的對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)在本申請(qǐng)的技術(shù)方案中并不是必需的，也可以采用非對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)20實(shí)現(xiàn)。
[0052]附著在介質(zhì)層12表面上的導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)20包括兩種情況:一種是導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)20為平面結(jié)構(gòu)，附著在介質(zhì)層12的表面上；另一種是導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)20為立體結(jié)構(gòu)，鑲嵌在介質(zhì)層12的表面上。每個(gè)導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)20可以由金屬材料制成，例如銀、銅、鋁等。這些金屬絲被刻在或者鑲嵌在介質(zhì)層12表面，以形成一定的幾何結(jié)構(gòu)，這種幾何結(jié)構(gòu)也稱(chēng)為圖案或者圖形。
[0053]優(yōu)選地，導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)20表面設(shè)有保護(hù)層，介質(zhì)層12和導(dǎo)電層之間通過(guò)粘接和/或緊固件固定的方式連接。該保護(hù)層可以進(jìn)一步將導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)20固定在介質(zhì)層12上，以防止導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)20脫落。同時(shí)還可以提供電絕緣保護(hù)。該保護(hù)層為防潮漆、粘接涂層坐寸ο
[0054]優(yōu)選地，在導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)20之間還填充有吸波材料。
[0055]介質(zhì)層12 —般是由非金屬材料制成的，例如可以由陶瓷、高分子材料、鐵電材料、鐵氧材料或鐵磁材料中的至少一種材料制成。
[0056]下面結(jié)合優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。
[0057]在本優(yōu)選實(shí)施例中，利用在基材(相當(dāng)于上述介質(zhì)層12)表面排布非均勻的導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)20得到的超材料，可以使得入射至物體表面的電磁波被偏折至其他方向，從而減小電磁波原路返回的回波率。
[0058]其中的“非均勻”是指基材表面沿著電磁波傳播方向(即上述第一方向)的尺寸、結(jié)構(gòu)或材料等不同，從而使得導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)20對(duì)電磁波的響應(yīng)不同，從而將電磁波相位進(jìn)行偏轉(zhuǎn)。
[0059]圖3是根據(jù)本申請(qǐng)優(yōu)選實(shí)施例的耶路撒冷十字導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖3所示，圖中的耶路撒冷十字導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)的眾多變形形式中最基本的結(jié)構(gòu)，包括相交的臂202和分別與臂202的端部相連的“一”型結(jié)構(gòu)206，其中在每個(gè)耶路撒冷十字導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)中的“一”型結(jié)構(gòu)206的大小可以相同也可以不同。在本優(yōu)選實(shí)施例中，導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)20是采用圖3所示的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)前后/左右/上下都是對(duì)稱(chēng)的，并且具有以其中心旋轉(zhuǎn)90度結(jié)構(gòu)不變的特點(diǎn)。采用這種導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)20,對(duì)于平行極化(Transverse Magnetic,簡(jiǎn)稱(chēng)為T(mén)M)波、正交極化(Transverse Electric，簡(jiǎn)稱(chēng)為T(mén)E)波或者其他入射角度的電磁波都能產(chǎn)生相同的結(jié)果，從而提高了削減回波的效果，并且，在仿真和計(jì)算時(shí)使用這種結(jié)構(gòu)能夠更簡(jiǎn)便。
[0060]圖4是根據(jù)本申請(qǐng)優(yōu)選實(shí)施例的導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)排布的示意圖，如圖4所示，從左至右分別表示了導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)沿第一方向排布時(shí)結(jié)構(gòu)的變化。在本優(yōu)選實(shí)施例中采用了如圖4所示的排布方式，其中，導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)20的某一部分(例如，圖3中的耶路撒冷十字導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)的十字頂點(diǎn)末端連接的“一”型結(jié)構(gòu)206)的尺寸沿-X軸方向逐漸增大(即增大為“一”型結(jié)構(gòu)208)，令入射電磁波的相位由左至右改變，結(jié)果是會(huì)令入射的電磁波折射至同一方向。需要說(shuō)明的是，上述的排布方式并不是唯一，在其他的優(yōu)選實(shí)施例中也可以使用其他的非均勻排布方式來(lái)實(shí)現(xiàn)本申請(qǐng)的技術(shù)方案。需要說(shuō)明的是，在圖4中示出的各導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)20的中心在基材上可以是均勻分布的，也可以是非均勻分布的，在本申請(qǐng)中并不限制。
[0061]在上述的優(yōu)選實(shí)施例中，是導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)20的某一部分的尺寸逐漸增大，而如果制成導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)20的某一部分或者全部部分的金屬絲的長(zhǎng)短或者粗細(xì)逐漸增大或者變粗，也能實(shí)現(xiàn)折射率沿電磁波的傳播方向逐漸增大。優(yōu)選地，在另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，沿電磁波傳播的方向，導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)20的全部構(gòu)成部分的尺寸按照一樣的比例變大。
[0062]當(dāng)然，也可以采用其他結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)20。
[0063]優(yōu)選地，對(duì)于平面結(jié)構(gòu)，可以是“工”字形，包括相互平行且相等的兩個(gè)第一金屬絲、兩端分別連接在兩個(gè)第一金屬絲中點(diǎn)且垂直于第一金屬絲的第二金屬絲。此時(shí)，若沿X方向逐漸減小排布的導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)20的第二金屬絲的長(zhǎng)度，而保持第一金屬絲的長(zhǎng)度不變，沿其他方向的各個(gè)導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)20均相同。通過(guò)這種設(shè)計(jì)可以實(shí)現(xiàn)折射率沿X軸方向逐漸減小，而沿其他方向的折射率不變。其他的導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)20的平面結(jié)構(gòu)可以是:封閉或者不封閉的平面圖形，例如三角形、四邊形、橢圓環(huán)等。
[0064]優(yōu)選地，對(duì)于立體的導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)20，可以是上述平面結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)20在其中心垂直相交所得到的立體結(jié)構(gòu)。
[0065]在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，提供了另一種導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)20非均勻排布的超材料，其中的導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)20的結(jié)構(gòu)和尺寸都是相同的，但是制成該導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)20的材料的磁導(dǎo)率和/或介電常數(shù)沿著電磁波傳播的方向逐漸變化。例如，沿著電磁波傳播的方向按照次序排布了三個(gè)導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)，制成這三個(gè)導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)的材料的介電常數(shù)ε和磁導(dǎo)率μ分別為ε η ε 2、ε 3和μ 1、μ 2、μ 3，其中，ε ^ ε 2〈 ε 3，或者μ ^ μ 2〈 μ 3，也可以是ε I μ ι〈 ε I μ ι〈 ε I μ I。
[0066]在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，提供了另一種導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)20非均勻排布的超材料，其中的導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)20的尺寸是相同的，但是導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)20的結(jié)構(gòu)沿著電磁波傳播的方向變化，導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)20的結(jié)構(gòu)的變化使得超材料宏觀上表現(xiàn)的折射率沿著電磁波傳播的方向逐漸變大或變小。
[0067]在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，提供了另一種導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)20非均勻排布的超材料，其中的導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)20的尺寸相同，導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)20的結(jié)構(gòu)和材料沿著電磁波傳播的方向逐漸變化。
[0068]在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，提供了另一種導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)20非均勻排布的超材料，其中的導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)20的尺寸、結(jié)構(gòu)和材料均沿著電磁波傳播的方向逐漸變化，上述變化的三者在宏觀上的表現(xiàn)仍然是使得導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)20對(duì)電磁波的折射率沿著電磁波傳播的方向逐漸增大或減小。
[0069]在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，提供了另一種導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)20非均勻排布的超材料，其中的導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)20的尺寸、結(jié)構(gòu)、材料都相同，制成該導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)20的金屬絲的粗細(xì)不同，例如，制成該導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)20的金屬絲沿著電磁波傳播的方向逐漸變粗或者變細(xì)。
[0070]圖5是根據(jù)本申請(qǐng)優(yōu)選實(shí)施例的加超材料和不加超材料的材料的回波效果對(duì)比示意圖，如圖5所示,橫軸表示入射角度,縱軸表示單向雷達(dá)散射截面(Monostatic RadarCross Sect1n,或者M(jìn)onostatic RCS)的電磁波回波量,其單位是dBsm。其中曲線I表示具有導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)的電磁波偏折材料的回波效果曲線，曲線2表示沒(méi)有導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)的材料的回波效果曲線，如圖5所示，在入射角為90度附近采用本申請(qǐng)優(yōu)選實(shí)施例的超材料的回波削減的效果顯著。
[0071]綜上所述，采用上述實(shí)施例或優(yōu)選實(shí)施例，解決了相關(guān)技術(shù)中減小電磁波回波的材料存在的問(wèn)題，從而提供了一種新的減小電磁波回波的材料，減輕了材料的重量。采用本發(fā)明的電磁波偏折材料，無(wú)需選用具有高電磁損耗的特殊材料，只通過(guò)在普通的介質(zhì)層上設(shè)置不均勻排布的導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)，即可顯著實(shí)現(xiàn)降低RCS回波的效果；并且該電磁波偏折材料的制備工藝簡(jiǎn)單，造型容易，可根據(jù)實(shí)際應(yīng)用設(shè)備外殼的形狀而定制化設(shè)計(jì)，達(dá)到更好的效果。
[0072]以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種電磁波偏折材料，包括:功能層(10)，所述功能層(10)包括至少一個(gè)非金屬的介質(zhì)層(12)和多個(gè)附著在所述介質(zhì)層(12)上的導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)(20)，其特征在于，所述多個(gè)導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)(20)在所述介質(zhì)層(12)的至少一個(gè)表面上沿第一方向非均勻排布，所述多個(gè)導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)(20)在所述至少一個(gè)表面上沿與所述第一方向垂直的第二方向均勻排布；所述電磁波偏折材料還包括設(shè)置在所述介質(zhì)層上的導(dǎo)電層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁波偏折材料，其特征在于，所述第一方向?yàn)殡姶挪ㄈ肷涞剿鲭姶挪ㄆ鄄牧仙喜⒀厮鲭姶挪ㄆ鄄牧媳砻嫘纬傻谋砻娌ǖ姆较颉?br> 3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁波偏折材料，其特征在于，所述電磁波偏折材料包括多個(gè)所述功能層(10)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁波偏折材料，其特征在于，所述多個(gè)導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)(20)在所述介質(zhì)層(12)的至少一個(gè)表面上沿所述第一方向非均勻排布包括: 所述多個(gè)導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)(20)按照尺寸的大小沿所述第一方向逐漸增大、逐漸減小、先增大后減小、先減小后增大，或者增大和減小依次交替的方式排布。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁波偏折材料，其特征在于，所述多個(gè)導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)(20)在所述介質(zhì)層(12)的至少一個(gè)表面上沿所述第一方向非均勻排布包括: 所述多個(gè)導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)(20)按照厚度的大小沿所述第一方向逐漸增大、逐漸減小、先增大后減小、先減小后增大，或者增大和減小依次交替的方式排布。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁波偏折材料，其特征在于，所述多個(gè)導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)(20)在所述介質(zhì)層(12)的至少一個(gè)表面上沿所述第一方向非均勻排布包括: 所述多個(gè)導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)(20)按照每個(gè)導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)(20)的結(jié)構(gòu)沿所述第一方向變化的方式排布。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁波偏折材料，其特征在于，所述多個(gè)導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)(20)在所述介質(zhì)層(12)的至少一個(gè)表面上沿所述第一方向非均勻排布包括: 所述多個(gè)導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)(20)按照制成每個(gè)導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)(20)的幾何線條的粗細(xì)沿所述第一方向逐漸增大、逐漸減小、先增大后減小、先減小后增大，或者增大和減小依次交替的方式排布。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁波偏折材料，其特征在于，所述多個(gè)導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)(20)在所述介質(zhì)層(12)的至少一個(gè)表面上沿所述第一方向非均勻排布包括: 以第二方向?yàn)樾蟹较?，排布在一條平行于第二方向的直線上的導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)(20)為一行導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)，所述多個(gè)導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)(20 )按照相鄰兩行導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)(20 )之間的間距沿所述第一方向上逐漸增大、逐漸減小、先增大后減小、先減小后增大，或者增大和減小依次交替的方式排布。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁波偏折材料，其特征在于，所述多個(gè)導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)(20)在所述介質(zhì)層(12)的至少一個(gè)表面上沿所述第一方向非均勻排布包括: 以第二方向?yàn)樾蟹较颍挪荚谝粭l平行于第二方向的直線上的導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)(20)為一行導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)，所述多個(gè)導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)(20)按照每行上相鄰兩導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)(20)的間距沿所述第一方向上逐漸增大、逐漸減小、先增大后減小、先減小后增大或者增大和減小依次交替的方式排布。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁波偏折材料，其特征在于，所述多個(gè)導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)(20)在所述介質(zhì)層(12)的至少一個(gè)表面上沿所述第一方向非均勻排布包括: 所述多個(gè)導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)(20)按照制成每個(gè)導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)(20)的材料的介電常數(shù)和/或磁導(dǎo)率沿所述第一方向逐漸增大、逐漸減小、先增大后減小、先減小后增大，或者增大和減小依次交替的方式排布。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁波偏折材料，其特征在于，所述介質(zhì)層(12)的一個(gè)表面設(shè)置有所述導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)(20 )，另一個(gè)表面設(shè)置有導(dǎo)電層。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至11中任一項(xiàng)所述的電磁波偏折材料，其特征在于，所述導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)(20)為90度旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)。
13.根據(jù)權(quán)利要求1至11中任一項(xiàng)所述的電磁波偏折材料，其特征在于，所述導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)(20)為非對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)。
14.根據(jù)權(quán)利要求1至11中任一項(xiàng)所述的電磁波偏折材料，其特征在于，所述導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)(20)為由至少一根金屬絲組成的平面結(jié)構(gòu)或立體結(jié)構(gòu)。
15.根據(jù)權(quán)利要求1至11中任一項(xiàng)所述的電磁波偏折材料，其特征在于，所述導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)(20)表面設(shè)有保護(hù)層。
16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電磁波偏折材料，其特征在于，所述介質(zhì)層(12)和所述導(dǎo)電層之間通過(guò)粘接和/或緊固件固定的方式連接。
17.根據(jù)權(quán)利要求1至11中任一項(xiàng)所述的電磁波偏折材料，其特征在于，所述導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)(20)之間填充有吸波材料。
18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁波偏折材料，其特征在于，所述導(dǎo)電層為所述電磁波偏折材料所附著的、接收電磁波的設(shè)備所具有的導(dǎo)電材料制成的外殼。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的電磁波偏折材料，其特征在于，所述功能層通過(guò)緊固和/或粘接固定的方式安裝在所述外殼上。
【文檔編號(hào)】H01Q15/02GK104332716SQ201310309697
【公開(kāi)日】2015年2月4日 申請(qǐng)日期:2013年7月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月22日
【發(fā)明者】不公告發(fā)明人 申請(qǐng)人:深圳光啟創(chuàng)新技術(shù)有限公司