導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)101被分為多個導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)群組110。這些群組110在X、y方向上排列對準。如圖2所示，這些群組110在X、y方向上具有相同數(shù)目的導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)101，但是在其他實例中，在X、y方向上也可具有不同數(shù)目的導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)101。為了簡單起見，圖2中僅示出了 4個導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)群組110，然而，可存在更多的導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)群組110以及導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)101。
[0043]在每個群組110中，沿X、y方向排列有若干導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)101，例如圖2所示的5x5個導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)。以一個導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)群組110為單位，在該導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)群組110中，各導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)101的尺寸至少在第一和第二方向中的一個方向上逐漸變化。
[0044]在如圖2所示的實例中，在所有的導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)群組110中，各導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)101的尺寸僅在X方向上逐漸變化，而在y方向上保持不變。然而，在另一實例中，在所有的導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)群組110中，各導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)101的尺寸在X和y方向上皆逐漸變化?；蛘?，在另一其他實例中，一部分的群組110中，各導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)101的尺寸僅在一個方向上(例如，X或y方向)上逐漸變化，而在另一方向(例如，y方向或X方向)上保持不變；而另一部分的群組110中，各導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)101的尺寸在X和y方向上皆逐漸變化。
[0045]另外，在如圖2所示的實例中，各導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)群組110的導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)尺寸漸變模式是相同的，例如，圖2中的4個導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)群組110的導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)的尺寸漸變是以導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)群組110為單位不斷重復(fù)的，例如，在y方向上尺寸不變，在X方向上，從左至右尺寸逐漸變大，當?shù)竭_相鄰的群組110時，尺寸重新回到最小再從小逐漸變大。
[0046]當然在其他實例中，各導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)群組110的導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)尺寸漸變模式也可以是互不相同的。如上所述，有的導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)群組110中，導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)尺寸僅在一個方向上變化，而其他導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)群組110中，導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)尺寸在兩個方向上漸變?；蛘?，在一些導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)群組110中，在例如第一方向上尺寸從小變大，而在其他導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)群組110中，在第一方向上尺寸從大變小，等等。
[0047]較優(yōu)地，導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)101可以是方形貼片，相應(yīng)地，方形貼片101的邊長至少在第一和第二方向中的一個方向上逐漸變化，例如逐漸增大、或逐漸減小、或增大和減小依次交替。然而，導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)101也可以是其他形狀的貼片，例如圓形、正六邊形、正八邊形等等。
[0048]根據(jù)本實用新型的超材料100，由于導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)101的尺寸的漸變，使得每個導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)101的諧振頻率有所差異，所以在該漸變方向上的每點的相位滯后會有所不同，通過控制相位滯后在180度和-180度之間變化，可以達到偏折的目的。
[0049]本實用新型還提供了一種蒙皮，該蒙皮可包含上述討論的超材料，從而得到實現(xiàn)對電磁波的偏折的蒙皮。本實用新型還提供了一種飛行器，該飛行器使用了上述蒙皮。
[0050]圖3a、3b分別示出了傳統(tǒng)蒙皮和根據(jù)本實用新型的波束偏折蒙皮對電磁波的波束散射示意圖。從圖3a可見，傳統(tǒng)的金屬蒙皮在正入射波照射下，入射波和反射波在同一角度而方向相反，所以在單站雷達照射下回收到很大的回波(通常用雷達散射截面度量)。然而，從圖3b可見，照到波束偏折蒙皮材料上的正入射波由于每一單元的反射相位差異，所以反射波波面(等相位面)與入射波波面有一定夾角(通常有幾到幾十度)。因此在單站雷達照射下反射方向與入射方向偏離，雷達無法收到或只能收到微弱的反射回波信號。
[0051]圖4是示出了根據(jù)本實用新型提供的波束偏折蒙皮的反射測量結(jié)果的曲線圖。采用弓形框法對500毫米乘500毫米的波束偏轉(zhuǎn)蒙皮的反射率進行了測量，從圖4的測量結(jié)果可以看出，波束偏轉(zhuǎn)蒙皮在X波段(8.2?12.4GHz)的反射率都低于_10dB，也就意味著90 %的入射能量都被偏轉(zhuǎn)到其它方向，效果良好。
[0052]根據(jù)本實用新型的超材料具有較低的散射特性，而且能夠滿足飛行器對蒙皮的重量、厚度需求。
[0053]提供之前的描述是為了使本領(lǐng)域中的任何技術(shù)人員均能夠?qū)嵺`本文中所描述的各種方面。但是應(yīng)該理解，本實用新型的保護范圍應(yīng)當以所附權(quán)利要求為準，而不應(yīng)被限定于以上所解說實施例的具體結(jié)構(gòu)和組件。本領(lǐng)域技術(shù)人員在本實用新型的精神和范圍內(nèi)，可以對各實施例進行各種變動和修改，這些變動和修改也落在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種超材料結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括: 介質(zhì)基板； 設(shè)置在所述介質(zhì)基板的背面的金屬背板；以及 設(shè)置在所述介質(zhì)基板的正面沿第一方向和第二方向排列的多個導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)，所述多個導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)被分為多個導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)群組，在各導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)群組中，各導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)的尺寸至少在所述第一方向或所述第二方向中的一個方向上逐漸變化。2.如權(quán)利要求1所述的超材料結(jié)構(gòu)，其特征在于，在所有導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)群組中，各導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)的尺寸在所述第一方向和所述第二方向上皆逐漸變化；或者在所有導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)群組中，各導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)的尺寸在所述第一方向和所述第二方向的一個方向上逐漸變化，在另一方向上保持不變。3.如權(quán)利要求1所述的超材料結(jié)構(gòu)，其特征在于，在部分導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)群組中，各導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)的尺寸在所述第一方向和所述第二方向上皆逐漸變化，而在其他導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)群組中，各導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)的尺寸在所述第一方向和所述第二方向的一個方向上逐漸變化，在另一方向上保持不變。4.如權(quán)利要求1所述的超材料結(jié)構(gòu)，其特征在于，在各導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)群組中，各導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)的尺寸至少在所述第一方向或所述第二方向中的一個方向上逐漸增大、或逐漸減小、或增大和減小依次交替。5.如權(quán)利要求4所述的超材料結(jié)構(gòu)，其特征在于，每個導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)為方形貼片，在各導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)群組中，各方形貼片的邊長至少在所述第一方向或所述第二方向中的一個方向上逐漸變化。6.如權(quán)利要求1所述的超材料結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述多個導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)以均勻的中心間距沿所述第一方向和所述第二方向排列。7.如權(quán)利要求1所述的超材料結(jié)構(gòu)，其特征在于，各導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)群組的導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)尺寸漸變模式相同或互不相同。8.如權(quán)利要求1所述的超材料結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述多個導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)由金屬材料構(gòu)成。9.如權(quán)利要求8所述的超材料結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述多個導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)通過蝕刻、電鍍、雕刻、蒸鍍、濺射、絲印、鉆刻、光刻、電子刻或離子刻工藝附著在所述介質(zhì)基板上。10.如權(quán)利要求1所述的超材料結(jié)構(gòu)，其特征在于，每個導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)群組在所述第一方向和所述第二方向具有相同數(shù)目的導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)。11.如權(quán)利要求1所述的超材料結(jié)構(gòu)，其特征在于，每個導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)為圓形貼片、或正六邊形貼片、或正八邊形貼片。12.一種蒙皮，其特征在于，包括如權(quán)利要求1-11任一項所述的超材料結(jié)構(gòu)。13.一種飛行器，其特征在于，包括如權(quán)利要求12所述的蒙皮。
【專利摘要】本實用新型提供了一種超材料結(jié)構(gòu)、蒙皮、以及飛行器。該超材料結(jié)構(gòu)包括：介質(zhì)基板；設(shè)置在該介質(zhì)基板的背面的金屬背板；以及設(shè)置在該介質(zhì)基板的正面沿第一方向和第二方向排列的多個導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)，該多個導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)被分為多個導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)群組，在各導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)群組中，各導(dǎo)電幾何結(jié)構(gòu)的尺寸至少在該第一方向或該第二方向中的一個方向上逐漸變化。
【IPC分類】H01Q17/00, B64C1/12
【公開號】CN204991966
【申請?zhí)枴緾N201520346012
【發(fā)明人】不公告發(fā)明人
【申請人】深圳光啟高等理工研究院
【公開日】2016年1月20日
【申請日】2015年5月26日