本实用新型涉及市政公共设施领域，尤其涉及一种基于电加热技术的超宽带透明吸波器。
背景技术：
随着科学技术和电子工业的发展，各种电子设备应用的日益增多，电磁波辐射已经成为一种新的社会公害。电磁波辐射造成的电磁干扰会影响各种电子设备的正常运转，现代高科技战争中的新型电子对抗技术，其核心之一就是释放宽频率和波长的强电磁波来破坏对方军事设施中电子装备的遥测、遥感和遥控等功能，使对方的军事设施处于失控状态。另外，电磁波辐射对人类的身体健康也有危害，目前广播电视发射塔的强电磁波辐射，城市电工、医疗射频设备附近的电磁辐射污染，移动电话的电磁波辐射等已经引起人们的广泛关注。由于电磁屏蔽与吸波器件在社会生活和国防建设中的重要作用，因而电磁吸波器的研究开发成为人们日益关注的重要课题。
电磁吸波器或称吸波器，特指能够将入射的电磁波吸收并把其中的电磁能量转化为热能或者其它形式的能量的电磁器件，可以应用于电磁防护、雷达隐身、热光伏电池、热辐射仪以及红外探测仪等多个领域，对军事和国民经济的发展都具有深远的影响。传统的常规电磁吸波器可以通过电磁损耗将电磁波的能量转换成热能，例如最初的微波电磁吸波器Salisbury吸收屏，它主要由三部分组成，依次为电阻层、介质隔离层和金属背板。基于Salisbury屏，E.F.Knott等人将两个或两个以上的电阻层、介质层依次交替排列，所有的电阻层工作在相邻的不同频点，从而拓展了中心频点的带宽范围，形成宽带吸收的效果，该吸波结构被称为Jaumann吸收层。显而易见，这种结构明显增加了吸波器的厚度和质量。
2010年，西北工业大学物理研究小组在物理学报(Vol.59,No.5(2010)3187)上发表了“基于树枝结构单元的超材料宽带微波吸收器”，该吸波器采用夹层结构，由金属树枝阵列、双层介质基板和金属薄膜组成，可以实现三个吸收峰，通过调整吸收峰的工作频率实现宽频吸波。实验结果表明，该吸波器工作频率从9.79GHz到11.72GHz，吸收率大于90％的带宽为1.93GHz，其带宽不能再拓宽。2016年姜彦南等在物理学报(Vol.65,No.5(2016)054101)上发表了“一种基于石墨烯的超宽带吸波器”，为了拓展吸波器吸波带宽，基于石墨烯材料提出了一种工作于S/C波段的超宽带吸波器模型单元,它主要由三层组成：上层为方圆形混合环结构的石墨烯频率选择表面(FSS)层；中间为介质层；底层为金属铜底板。调节石墨烯的表面阻抗，使得吸波带宽为2.1—9.5GHz，鉴于模型的高度对称性，提出的吸波器模型表现出对入射波极化不敏感的吸波特性。该吸波器的设计目标是实现任意角度入射波的宽带吸波效果，但是，由于采用二氧化硅和多晶硅衬底及金属底板，还存在着非透光和质量大的缺陷，不适合透光场合应用。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于提供一种基于电加热技术的超宽带透明吸波器，以解决上述技术问题，为实现上述目的本实用新型采用以下技术方案：
一种基于电加热技术的超宽带透明吸波器，包括上层透明玻璃、介质层、下层透明玻璃、透明电阻膜、导电铜箔和透明导电膜，上层透明玻璃底部设置透明电阻膜，透明电阻膜一种周期性结构，它的单元由正方形电阻薄膜结合4个折叠矩形电阻薄膜组成，透明电阻膜底部设置介质层，下层透明玻璃的上表面印制透明导电膜，透明导电膜上表面两侧各粘贴一个条状的导电铜箔，且导电铜箔通过外部导线连接。
在上述技术方案基础上，所述介质层采用透明介质板或空气介质，所述透明电阻膜和透明导电膜均采用氧化铟锡或石墨烯材料，其中透明电阻膜的方阻高，透明导电膜的方阻低。
在上述技术方案基础上，所述上层透明玻璃和下层透明玻璃的相对介电常数均为εr1，介质层的相对介电常数为εr2
在上述技术方案基础上，所述透明电阻膜的周期为a，正方形电阻薄膜中心与折叠矩形电阻膜中心距离为b,且b＝a/2。
本实用新型设计的一种基于电加热技术的超宽带透明吸波器，介质层采用透明介质板或空气介质，透明电阻膜和透明导电膜为透光良好的石墨烯或氧化铟锡材料；与现有技术相比，在保证吸波带宽和吸波率的同时，实现了电磁吸波器的良好透光性能，采用上下两层不同方阻的薄膜，实现多次电磁波反射和与自由空间阻抗的匹配，产生了宽带吸波的效果，工作带宽内实现了高吸波率，又由于采用的薄膜具有质量轻和厚度薄的特点，在保证宽带吸波效果和高吸波率的同时，减小了吸波器的厚度和重量，更具有实用性，采用导电薄膜外接导线的电加热技术，实现了除湿去水雾功能，保证了其在潮湿环境下的工作性能。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图2为介质层的结构示意图。
图3为透明导电膜的结构示意图。
图4为透明电阻膜的周期示意图。
图5为申请的反射系数仿真曲线。
图6为申请的吸波率仿真曲线。
图中：1-上层透明玻璃；2-介质层；3-下层透明玻璃；4-透明电阻膜；5-导电铜箔；6-透明导电膜。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细阐述。
一种基于电加热技术的超宽带透明吸波器，包括上层透明玻璃、介质层、下层透明玻璃、透明电阻膜、导电铜箔和透明导电膜，上层透明玻璃底部设置透明电阻膜，透明电阻膜一种周期性结构，它的单元由正方形电阻薄膜结合4个折叠矩形电阻薄膜组成，透明电阻膜底部设置介质层，下层透明玻璃的上表面印制透明导电膜，透明导电膜上表面两侧各粘贴一个条状的导电铜箔，且导电铜箔通过外部导线连接。
所述介质层采用透明介质板或空气介质，所述透明电阻膜和透明导电膜均采用氧化铟锡或石墨烯材料，其中透明电阻膜的方阻高，透明导电膜的方阻低。
所述上层透明玻璃和下层透明玻璃的相对介电常数均为εr1，介质层的相对介电常数为εr2
所述透明电阻膜的周期为a，正方形电阻薄膜中心与折叠矩形电阻膜中心距离为b,且b＝a/2。
本实用新型设计的一种基于电加热技术的超宽带透明吸波器运行时，上层透明玻璃和下层透明玻璃均采用相对介电常数εr1为3.78的石英玻璃，其中上层透明玻璃的厚度h1＝3mm，下层透明玻璃的厚度h3＝3mm；介质层采用h2＝4mm，相对介电常数εr2为的空气夹层，电磁波在空气夹层中谐振。
透明导电膜采用方阻为6Ω的正方形氧化铟锡薄膜，由于该氧化铟锡薄膜具有较高的电导率，电磁波途径其间时大部分能量被反射，只有极少的电磁波能量能够穿透并传输到底板另一侧，减小了吸波器对于电磁波能量的透射。
为了保证吸波器在潮湿环境下的正常工作，通过外接导线给透明导电膜两端加电压，电流流过透明导电膜产生热量，即电能转化为热能，从而实现除湿去水雾功能。
为了进一步提高吸波器的吸波特性，本发明采用正方形透明电阻膜和4个折叠矩形透明电阻膜复合，组成周期结构的单元。在平面二维空间内以a为周期，b为正方形透明电阻膜中心与折叠矩形透明电阻膜中心的距离。在入射电磁波的作用下，复合导电薄膜与入射磁场发生强烈的耦合，产生一个电响应，另外，通过调控吸波单元结构中的几何参数，使得复合透明电阻薄膜与底层透明导电薄膜产生一个磁响应，在一个很宽的频段中两个响应产生耦合，从而提高吸波带宽。为了让吸波器满足匹配特性，使电磁波入射到其表面时能够最大限度地进入吸波器内部，从而最大程度地吸收入射电磁波，可以采用等效电路的方法进行理论分析和尺寸设计。基于双层薄膜电阻的吸波器在谐振状态可以等效为一个并联的谐振回路，其中产生电磁波损耗的电阻值R可以以下的公式估算得到：其中S＝D2,D是吸波单元的周期，A是薄膜电阻的表面积。这个对于损耗电阻值的估算方法与方形贴片十分吻合，但是对于其它结构的导电膜，需要对表面的单元面积A进行修正，例如本发明中的折叠矩形电阻膜，若要对这种结构的损耗电阻R进行估算，公式中的A应为平行于入射电场部分的面积。根据这样的规律，设计得出透明电阻膜的结构参数：其周期a＝16mm，间距b为10mm，正方形透明电阻膜的边长a1＝8mm，折叠矩形之间的缝隙宽度a2＝2mm、折叠矩形宽度a3＝2.8mm，上述两种透明电阻薄膜阵列均采用方阻为100Ω的氧化铟锡薄膜。
本申请的效果可通过以下仿真进一步说明：
仿真1，对本申请提供的基于电加热技术的超宽带透明吸波器的反射系数进行仿真，结果如图4所示，从图4可以看出在5—20GHz这个频段内对电磁波的反射小于-10dB
仿真2，对本申请提供的基于电加热技术的超宽带透明吸波器的吸波率进行仿真，结果如图5所示，从图5可以看出本发明在5—20GHz这个频段内对电磁波的吸收率大于0.9。
以上仿真结果说明，本发明的绝对工作带宽大于15GHz，吸波带宽内吸波率大于90％，与现有技术相比，在保证吸波带宽、吸波率以及透光性的同时，实现了除湿去水雾功能。
以上所述为本实用新型较佳实施例，对于本领域的普通技术人员而言，根据本实用新型的教导，在不脱离本实用新型的原理与精神的情况下，对实施方式所进行的改变、修改、替换和变型仍落入本实用新型的保护范围之内。