可调谐单向微波隐身器件的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电磁波控制技术领域，特别涉及一种可调单向微波隐身器件。
【背景技术】
[0002] 隐身从古到今一直是人们所向往的目标。科学家在飞机表面上覆盖吸波材料，并 通过对飞机外形、几何尺寸的设计，使雷达波照射到飞机上后被吸收，减少飞机对雷达波的 反射，实现了隐形战机。但随着雷达技术的发展以及地空雷达的广泛运用，通过吸收入射波 的隐身方式已逐渐显露其不足之处，已无法再实现"隐身"。目前，另一种基于变换光学的非 吸收的隐身方式逐渐兴起，其原理是利用超材料构造出具有自然界中不存在的电磁参数的 材料，控制电磁波在隐身区域内的传播路径，并且在电磁波出射时对其幅值和相位进行修 复，使出射波与该区域内没有物体时无异。
[0003] 然而，基于变换光学的隐身器件需要非均匀及各向异性的复杂电磁参数，对超材 料的制造技术提出了很高的要求。目前所实现的光学隐身器件一般采用近似的方法减小非 均匀性，并将隐身器件的隐身范围从三维降至二维，以使参数得到简化。另外，目前的光学 隐身器件一般都是小尺寸，利用超材料结构单元实现特定的电磁参数，其结构一旦确定，工 作频段也随之确定，工作频率不可调。
【发明内容】
[0004] 本发明旨在至少在一定程度上解决上述相关技术中的技术问题之一。
[0005] 为此，本发明的目的在于提出一种可调谐单向微波隐身器件，该器件的工作频率 可调，结构简单，并且易于控制。
[0006] 为达到上述目的，本发明实施例提出了一种可调谐单向微波隐身器件，包括：第一 金属开口谐振环阵列与第二金属开口谐振环阵列，所述第一金属开口谐振环阵列包括多个 第一金属开口谐振环，所述第二金属开口谐振环阵列包括多个第二金属开口谐振环；多个 变容二极管，所述多个变容二极管分别对应设置于所述第一金属开口谐振环阵列中的每个 第一金属开口谐振环的开口处与所述第二金属开口谐振环阵列中的每个第二金属开口谐 振环的开口处；直流稳压电源，所述直流稳压电源与所述多个变容二极管相连；以及控制 器，所述控制器与所述直流稳压电源相连，用于控制直流稳压电源的输出电压以调节所述 变容二极管两端的端电压，从而改变所述变容二极管的电容值，以使器件的频率特性曲线 发生移动。
[0007] 根据本发明实施例提出的可调谐单向微波隐身器件，通过金属谐振环的谐振效 应实现特定的各向异性的介电常数与磁导率，以满足对电磁波传播路径与相位的控制，从 而实现对隐身区域内部障碍物的隐身，并且通过直流稳压电源调节变容二极管两端的端电 压，从而改变变容二极管的电容值使器件的频率特性曲线发生移动，实现对不同频段的电 磁波的隐身，使得器件内部隐身区域的障碍物对平面内单方向入射的电磁波隐身，结构简 单，易于控制。
[0008] 另外，根据本发明上述实施例的可调谐单向微波隐身器件还可以具有如下附加的 技术特征：
[0009] 进一步地，在本发明的一个实施例中，上述隐身器件还包括：第一电路板，所述第 一电路板上设置有所述第一金属开口谐振环阵列；第二电路板，所述第二电路板上设置有 所述第二金属开口谐振环阵列；其中，所述第一电路板与所述第二电路板均有沿X'轴或y' 轴方向分布的周期性的凹槽，以使所述第一电路板与所述第二电路板通过凹槽互相组合固 定。
[0010] 进一步地，在本发明的一个实施例中，所述第一电路板与所述第二电路板的基质 为PCB基板，所述PCB基板的厚度范围为0. 3~I. 0mm，所述PCB基板的介电常数范围为 2. 0 ~4. 5〇
[0011] 进一步地，在本发明的一个实施例中，金属开口谐振环为类似U形的金属器件。
[0012] 进一步地，在本发明的一个实施例中，在每两个相邻的金属开口谐振环间开有凹 槽，以通过所述凹槽互相组合。
[0013] 进一步地，在本发明的一个实施例中，第一金属开口谐振环与第二金属开口谐振 环的尺寸不同，并且所述多个第一金属开口谐振环与所述多个第二金属开口谐振环的分布 周期不同。
[0014] 进一步地，在本发明的一个实施例中，所述多个变容二极管的电容值变化范围为 0~2pF，所述多个第一金属开口谐振环与所述多个第二金属开口谐振环的谐振频率范围 为 8 ~15GHz 〇
[0015] 优选地，在本发明的一个实施例中，所述隐身器件为菱形。
[0016] 本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变 得明显，或通过本发明的实践了解到。
【附图说明】
[0017] 本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变 得明显和容易理解，其中：
[0018] 图1为根据本发明实施例的可调谐单向微波隐身器件的结构示意图；
[0019] 图2为根据本发明一个实施例的可调谐单向微波隐身器件的结构示意图；
[0020] 图3为根据本发明一个实施例的可调谐单向微波隐身器件的效果示意图；
[0021] 图4为根据本发明一个实施例的平行于y' o' z'平面的电路板的结构示意图；以 及
[0022] 图5为根据本发明一个实施例的平行于X' o' z'平面的电路板的结构示意图。
[0023] 附图标记：
[0024] 可调谐单向微波隐身器件100、第一金属开口谐振环阵列200、第二金属开口谐振 环阵列300、直流稳压电源500、控制器600,变容二极管401、变容二极管402、…、变容二极 管40N，第一金属开口谐振环201、第一金属开口谐振环202、…、第一金属开口谐振环20N， 第二金属开口谐振环301、第二金属开口谐振环302、…、第二金属开口谐振环30N ;平行于 y' o' z'平面的电路板1、凹槽2、金属开口谐振环3、变容二极管4、直流稳压电源5、隐身介 质6、隐身区域7、平面波发射源8、电磁波等相位面9、走线10、金属臂11、焊接变容二极管 的缺口 12、平行于x' o' z'平面的电路板13。
【具体实施方式】
[0025] 下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终 相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附 图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
[0026] 此外，术语"第一"、"第二"仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性 或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有"第一"、"第二"的特征可以明示或 者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，"多个"的含义是两个或两个以 上，除非另有明确具体的限定。
[0027] 在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语"安装"、"相连"、"连接"、"固定"等 术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机 械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元 件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发 明中的具体含义。