本發(fā)明屬于電磁反射超表面，具體涉及一種雙極化1比特相調(diào)柔性電磁反射超表面結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

1、隨著現(xiàn)代城市與通信技術(shù)的發(fā)展，紛繁的各類城市建筑中，電磁波在傳播中易受到環(huán)境影響，繞射能力差、穿透損耗大等問題須待解決，而超表面因其具備成本低、耗能低、剖面低、重量輕等特點(diǎn)，可以對其進(jìn)行研究適應(yīng)用于這些復(fù)雜環(huán)境，其對電磁波極化、相位和幅度等的有效調(diào)控也使得城市環(huán)境與復(fù)雜室內(nèi)環(huán)境的信號(hào)補(bǔ)盲提供了解決方案，對于一些室內(nèi)死角與拱形外墻與曲面裝飾場景，雙極化柔性超表面可以較高效地實(shí)現(xiàn)信號(hào)補(bǔ)盲與環(huán)境外觀需求的統(tǒng)一，對于不同曲率的柱面結(jié)構(gòu)部件，如飛行器機(jī)身，遠(yuǎn)洋艦船高散射拱形部位等曲面結(jié)構(gòu)，雙極化柔性超表面可以在不改變曲面載體外部空氣動(dòng)力學(xué)特性的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)對水平極化和垂直極化電磁波的有效調(diào)控，滿足在汪洋大海中航船信號(hào)的接收、發(fā)送與rcs縮減等功能。

2、近年來，自由調(diào)控雙極化電磁波相位的柔性可重構(gòu)電磁反射超表面受到了研究人員的廣泛關(guān)注，而使用柔性材料基底與雙極化電調(diào)方式的本實(shí)施例為解決電磁超表面的共形要求提供了一些解決方案。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種具有在x波段對水平極化和垂直極化電磁波相位能夠?qū)崿F(xiàn)有效調(diào)控、可應(yīng)用服務(wù)于一些特定曲面場合的基于相位編碼吸散一體的超表面。

2、本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

3、一種雙極化1比特相調(diào)柔性電磁反射超表面結(jié)構(gòu)，包括由若干個(gè)呈矩形陣列設(shè)置的單元，所述單元包括金屬諧振圖案層、位于在金屬諧振圖案層上的柔性介質(zhì)基板層、粘合于柔性介質(zhì)基板層上的環(huán)氧膠層以及粘合于環(huán)氧膠層背向柔性介質(zhì)基板層側(cè)面上的塑形泡沫介質(zhì)層以及粘合于塑形泡沫介質(zhì)層背向環(huán)氧膠層側(cè)面的金屬地層。

4、進(jìn)一步，金屬諧振圖案層由兩對沿著柔性介質(zhì)基板層對角線對稱的矩形貼片組成，每對矩形貼片均包括第一矩形貼片、第二矩形貼片以及第三矩形貼片，且第一矩形貼片和第二矩形貼片沿同一方向設(shè)置且第一矩形貼片的長度小于第二矩形貼片的長度，所述第三矩形貼片的長度方向垂直于第二矩形貼片的長度方向，相鄰的兩種極化方向上的第一矩形貼片、第二矩形貼片或第三矩形貼片通過三條夾角為45°的延長線等間隔相連，其中一單元的延長線能夠連接至另一單元的第一矩形貼片、第二矩形貼片或第三矩形貼片上；

5、所述第一矩形貼片連接有與第二矩形貼片連接的pin二極管。

6、進(jìn)一步，所述第一矩形貼片、第二矩形貼片以及第三矩形貼片的長度分別為pl2、pl1以及pl3，所述第一矩形貼片、第二矩形貼片以及第三矩形貼片的長度關(guān)系滿足pl1=pl2+pl3。

7、進(jìn)一步，所述第一矩形貼片、第二矩形貼片以及第三矩形貼片的寬度相同。

8、進(jìn)一步，所述柔性介質(zhì)基板層材質(zhì)為sh260柔性板材。

9、進(jìn)一步，所述柔性介質(zhì)基板層的厚度范圍為0.8-1.5mm。

10、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

11、1、本發(fā)明通過輕薄的柔性介質(zhì)基板層和多樣制備的塑形泡沫介質(zhì)層實(shí)現(xiàn)高適應(yīng)度的共形需求，同時(shí)通過調(diào)控水平和垂直極化方向的兩個(gè)pin二極管導(dǎo)通和斷開，實(shí)現(xiàn)了兩種極化波180°±20°相位差的調(diào)控效果，使得調(diào)控自由度提高，根據(jù)編碼超表面的理念將不同諧振下的單元狀態(tài)定義為“0”狀態(tài)和“1”狀態(tài)，通過陣列編碼可以實(shí)現(xiàn)波束掃描和rcs縮減等應(yīng)用功能。

12、2、本發(fā)明制備工藝簡單，可根據(jù)不同需求制備厚度固定的復(fù)雜曲面塑形泡沫介質(zhì)層，同時(shí)在柔性介質(zhì)基板層上蝕刻印刷金屬諧振圖案層，將其和金屬地層粘合，該方法符合后裝工藝，可先確定復(fù)雜曲面結(jié)構(gòu)，陣面設(shè)計(jì)自由度高，為該柔性電磁反射超表面結(jié)構(gòu)的廣泛應(yīng)用和普及成為可能。

13、3、本發(fā)明采用特定間距、寬度的延長線與矩形貼片相接實(shí)現(xiàn)了x波段12.6％的相對帶寬，覆蓋部分x波段雷達(dá)的工作頻率，并基于此新表面諧振結(jié)構(gòu)可以優(yōu)化至其他波段滿足一些需要雙極化柔性超表面結(jié)構(gòu)的場景，如室內(nèi)外曲面場景的信號(hào)增強(qiáng)等功能。

14、總之，本發(fā)明具有x波段對水平極化和垂直極化電磁波相位的有效調(diào)控、可應(yīng)用服務(wù)于一些特定曲面場合的優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)特征：

1.一種雙極化1比特相調(diào)柔性電磁反射超表面結(jié)構(gòu)，其特征在于：包括由若干個(gè)呈矩形陣列設(shè)置的單元，所述單元包括金屬諧振圖案層、位于在金屬諧振圖案層上的柔性介質(zhì)基板層、粘合于柔性介質(zhì)基板層上的環(huán)氧膠層以及粘合于環(huán)氧膠層背向柔性介質(zhì)基板層側(cè)面上的塑形泡沫介質(zhì)層以及粘合于塑形泡沫介質(zhì)層背向環(huán)氧膠層側(cè)面的金屬地層；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙極化1比特相調(diào)柔性電磁反射超表面結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述第一矩形貼片、第二矩形貼片以及第三矩形貼片的長度分別為pl2、pl1以及pl3，所述第一矩形貼片、第二矩形貼片以及第三矩形貼片的長度關(guān)系滿足pl1=pl2+pl3。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種雙極化1比特相調(diào)柔性電磁反射超表面結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述第一矩形貼片、第二矩形貼片以及第三矩形貼片的寬度相同。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙極化1比特相調(diào)柔性電磁反射超表面結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述柔性介質(zhì)基板層材質(zhì)為sh260柔性板材。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種雙極化1比特相調(diào)柔性電磁反射超表面結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述柔性介質(zhì)基板層的厚度范圍為0.8-1.5mm。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種雙極化1比特相調(diào)柔性電磁反射超表面結(jié)構(gòu)，包括由若干個(gè)呈矩形陣列設(shè)置的單元，所述單元包括金屬諧振圖案層、位于在金屬諧振圖案層上的柔性介質(zhì)基板層、粘合于柔性介質(zhì)基板層上的環(huán)氧膠層以及粘合于環(huán)氧膠層背向柔性介質(zhì)基板層側(cè)面上的塑形泡沫介質(zhì)層以及粘合于塑形泡沫介質(zhì)層背向環(huán)氧膠層側(cè)面的金屬地層；本發(fā)明具有在X波段對水平極化和垂直極化電磁波相位能夠?qū)崿F(xiàn)有效調(diào)控、可應(yīng)用服務(wù)于一些特定曲面場合的優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)研發(fā)人員：吳宇豪,陳琿,符道臨,熊偉,于瑞濤
受保護(hù)的技術(shù)使用者：杭州市錢塘區(qū)信息高等研究院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19