في جناح الأشياء بن، Songyao يانغ فان ل

(كلية الهندسة الإلكترونية والتكنولوجيا الضوئية، جامعة نانجينغ، نانجينغ 210094)

نوع واحد من النطاق العريض تحميل تصميم جمعها مقاومة المواد فائقة الامتصاص من جهاز امتصاص عالية، وتعرض لاختبار بدني والمحاكاة. وتبين نتائج المحاكاة أن فائقة امتصاص تمتص المواد في نطاق التردد 8.4 ~ 13.6 غيغاهرتز هو أكثر من 90، وعرض النطاق الترددي امتصاص النسبي 47.3، وهناك امتصاص أكثر من 99.9 في مدى التردد 10.3 ~ 13.1 غيغاهرتز، واستيعاب النسبي عرض النطاق الترددي هو 23.9. في نطاق الترددات العاملة، التي هي لاستيعاب زاوية واسعة من حدوث موجة الحادث لا تزال قادرة على الحفاظ على معدل امتصاص عالية. وأخيرا، تم تحليل توزيع الحقل الكهربائي السطحية وآلية امتصاص استيعاب الحالية. تصميم النطاق العريض امتصاص عالية من ارء الكهرومغناطيسية امتصاص الجهاز له تطبيقات إمكانات كبيرة في الرادار X-الفرقة، والشبح الكهرومغناطيسي.

سوبر المواد التي تمتص؛ والنطاق العريض، معدل امتصاص عالية، ومقاومة جمعها

CLC: TN972 + 0.44

كود الوثيقة: A

DOI: 10.16157 / j.issn.0258-7998.171412

شكل الاقتباس الصيني: في جناح بن، Songyao ليانغ، أشياء مروحة هي. ارتفاع معدل امتصاص المواد تمتص على أساس فائقة الاتساع التكنولوجيا الالكترونية، 2017،43 (12): 89-91،95.

الإنجليزية شكل الاقتباس: يو Xiebin، كلمات Yaoliang، فان شيتشنغ البحوث المتعلقة النطاق العريض وامتصاص عالية امتصاص بناء على المادة الخارقة .Application من تقنيات الالكترونية، 2017،43 (12): 89-91،95.

0 مقدمة

المواد التي تمتص قادر على تحويل الموجات الكهرومغناطيسية الحادث إلى سطح المادة إلى أشكال أخرى من الطاقة، عن طريق الحد من نقل والتفكير، ويحمل خصائص امتصاص. اعتمادا على المواد التي تمتص استيعاب آلية يمكن تقسيمها إلى كثيرين. كمادة الكهرومغناطيسية اصطناعية المادة الخارقة والمواد التقليدية وجود الطبيعة لا تملك الخصائص الفيزيائية استثنائية، حيث تلقت مادة امتصاص فائقة (امتصاص المادة الخارقة) اهتماما واسعا في السنوات الأخيرة. المواد التي تمتص أعد TAO H آخرون، باستخدام بنية الخلية تحسين تطبيقها على نطاق تيراهيرتز . LEE J، وآخرون الاستفادة من هيكل الخلية أكثر تعقيدا لتحقيق مادة امتصاص عظمى هي مزدوج النطاق . الآن، وتيرة واحدة ومتعددة تردد امتصاص الجهاز لم تتمكن على نحو متزايد لتلبية متطلبات التطبيق البيئة الكهرومغناطيسية معقدة، وبالتالي، مادة تمتص فائقة الاتساع الكهرومغناطيسية هندسة المزيد والمزيد من الاهتمام من الباحثين، تستمر مجموعة متنوعة من المواد فائقة الاتساع رادار امتصاص أيضا أن تكون مصممة، وتطوير النطاق العريض استيعاب مرشح بشرت في الذروة.

عن طريق تحميل جمعها المقاومة، تصميم عمل عالية الامتصاص المواد في بنية فوقية النطاق العريض X-الفرقة، وبسيط، والإنتاج سهلة ومعالجة واستيعاب. باستخدام برنامج محاكاة الكهرومغناطيسي نتائج المحاكاة امتصاص الجهاز، الداخلي 8.4 ~ 13.6 غيغاهرتز النطاق الترددي مع معدل امتصاص موجة الحادث من 90، و 99 لديها نسبة امتصاص 10.3 ~ 13.1 غيغاهرتز النطاق الترددي. ضمن نطاقه امتصاص، وامتصاص أثر يمكن أن يتحقق لزاوية واسعة من حدوث موجة الحادث.

الأساس المنطقي وتصميم مواد التصفية فائقة الامتصاص

فعالية متوسطة نظرية يستخدم عادة لتوجيه تصميم مادة امتصاص فائقة. الامتصاصية استيعاب مرشح يمكن التعبير عنها على النحو التالي:

صغيرة بقدر الإمكان عندما الانعكاس، أقصى الامتصاصية. الانعكاس | S11 | 2 يعتمد على حجم مقاومة سطح امتصاص درجة المطابقة مع حرة مقاومة موجة الفضاء. على افتراض حرة موجة الفضاء مقاومة Z0، ومقاومة للمواد تمتص هو Z1، معامل الانعكاس هو:

هذه الوحدة استيعاب تصميم المادة الخارقة يتبع هيكل ثلاث طبقات نموذجية، وفتح العلوي من تحميل حلقة معدنية جمعها المقاومة، مع طبقة وسطى FR-4 عازلة خسارة الركيزة، لظهر المعادن الأساسية كلها، التي بنية الخلية في FIG. 1 هو مبين في الشكل. وتتكون حلقة الانقسام والعودة لوحة من النحاس، والموصلية = 5.8 107S / م، وثابت العزل الكهربائي الركيزة عازلة هو = 4.3، المماس فقدان TD = 0.025. جميع transmissive ظهر معدن يمكن الوقاية بشكل فعال. افتتاح حلقة من هيكل معدني داخل الدائرة الخارجية، جمعها فتحتي مقاومة الحمل. عندما الموجة الكهرومغناطيسية الحادث يمكن أن يتسبب على نحو فعال الطاقة تبدد الحالية من الموجات الكهرومغناطيسية الحادث من قبل المقاومة خسارة أومية، ويتحقق امتصاص زيادة من موجة الحادث. وفي الوقت نفسه، في حالة استيعاب زاوية كبيرة من حالات الإصابة لا تزال قادرة على الحفاظ على معدل امتصاص عالية.

باستخدام برنامج محاكاة الكهرومغناطيسي CST ميكروويف ستوديو نموذج شفط التجاري لتحسين المعلمات أنشأت والمعلمات الهيكلية الناتج كما يلي: ثابت شعرية من P = 14.2 ملم، ومعدن ألمنيوم طول L = 9.5 ملم، وقوس دائرة نصف قطرها R = 3.8 ملم وعرض افتتاح ث = 1.7 ملم، ومقاومة الحمل ص = 270 ، وسمك د FR-4 الركيزة = 3 ملم، وسماكة الفيلم النحاس 0.035 مم، لتسهيل إنتاج وتجهيز وافتتاح حلقة من لوحة معدنية على طول الحقل الكهربائي للموجة الحادث ذ الاتجاه محور، والمجال المغناطيسي على طول اتجاه محور س، ناقلات موجة طول المحور -z. الامتصاصية الحصول في محاكاة جهاز امتصاص هو مبين في الشكل. يوضح الشكل، فرقة التشغيل على استيعاب X-الفرقة بشكل كبير يغطي، واستيعاب 90 من نطاق التردد 8.4 ~ 13.6 غيغاهرتز، عرض النطاق الترددي 47.3 مقارنة استيعاب، واستيعاب 99 من عرض نطاق التردد 10.3 ~ 13.1 غيغاهرتز، والنسبية امتصاص عرض النطاق الترددي هو 23.9.

2 محاكاة والمبادئ المنصوص عليها

التحليل التالي للاستيعاب في استيعاب الظروف حدوث منحرف. امتصاص الجهاز هو مبين في الشكل (لا يزال E ثابتة باتجاه الحقل الكهربائي، اتجاه تغيير H المجال المغناطيسي) 3 في وضع الاستقطاب TE، منحنيات تغير الامتصاصية. ويمكن ملاحظة أن عند زاوية الحادث في نطاق لا يتجاوز 45 درجة، و 90 التغييرات عرض النطاق الترددي أقل استيعاب، ولكن مع زيادة زاوية السقوط مع استيعاب التحول الأزرق الكبير. هذا هو لأنه مع زيادة في زاوية من الموجات الكهرومغناطيسية الحادث، يتم تقليل مكونات الحقل المغناطيسي سطح الحادث من الإثارة الحالية منذ تقصر المسار الحالي، تتحرك نقطة الرنين إلى تردد عال، بحيث أداء امتصاص الماكرو مع تحول الأزرق. عندما تصل زاوية الحادث 45 درجة، ومعدل امتصاص الفرقة استيعاب جميع أنحاء النسب تبدأ في التسارع. وعموما، فإن الجهاز لامتصاص الموجات الكهرومغناطيسية الحادث و 45 درجة له تأثير امتصاص جيدة.

من أجل شرح مبادئ تأثير امتصاص واسع النطاق، ويتم تحليل التوزيع الحالي على سطح مرشح امتصاص. 4 يتم امتصاص امتصاص ذروة التردد f = 12.7 غيغاهرتز استيعاب التوزيع الحالي السطح في الأسهم تمثل اتجاه تدفق التيار، وحجم رد فعل التيارات السطحية السهم الكثافة. لذروة الامتصاص على تردد و = 12.7 غيغاهرتز، في الرنين يمكن أن ينظر إليه، والسطح من تحريض تيار حلقة معدنية هو أعلى بكثير من الأرض، لأن المكون المجال الكهربائي للموجة مرنان الحادث حفز كهربائيا على حلقة معدنية. الناجم بدلا الحالية والتي يسببها التيار في حلقة معدنية على لوحة الكترونية معززة، حلقة يعادل تشكيلها، مشيرا إلى أن يتم إنشاء عنصر المجال المغناطيسي للموجة الكهرومغناطيسية الحادث في الرنين المغناطيسي بين حلقة معدنية وقاعدة لوحة، بحيث استيعاب الزوج الرنين الكهرومغناطيسي القوي امتصاص مثالي من وقوع الحادث.

مزيد من التحليل لتوزيع الحقل الكهربائي، كما هو مبين في الشكل. فإنه يشير إلى أن توزيع الحقل الكهربائي والحقل الكهربائي عنصر من حلقة معدنية ولدت الحادث موجة كهرومغناطيسية استجابة ثنائي القطب الكهربائي، مدفوعا مجال كهربائي خارجي، وتركز على المجال الكهربائي على حلقة معدنية. لذروة الامتصاص على تردد و = 12.7 غيغاهرتز، وجود حلقة معدنية والأجزاء السفلى من الجانبين الداخلي والخارجي من كمية صغيرة من فقدان الطاقة، في حين أن معظم الطاقة في تحميل حلقة معدنية وفتح المقاومة جمعها والخسائر أومية في شكل فقدان المعادن والمستهلكة.

تجربة 3

من أجل التحقق من تأثير على امتصاص مرشح امتصاص، وفقا للجنة العلم والتكنولوجيا من خلال محاكاة الأمثل المعلمات هيكل معالجة عينة اختبار استيعاب حجم وحدة محدودة، وحجم 284 مم 284 مم، أي ما مجموعه 20 20 وحدة الهياكل كما FIG 6. هناك نماذج تجريبية باستخدام FR-4 عازلة خسارة الركيزة، بسمك 3 مم، ثابت العزل الكهربائي لل = 4.3. مصنوعة السطوح من حلقة معدنية والعودة لوحة من النحاس، وجود سمك 0.035 مم، الموصلية = 5.8 107S / م. تحميل المقاومة جمعها هي رقاقة المقاوم 0603، وقيمة المقاومة ص = 270 ، بحجم 1.6 مم 0.8 مم 0.4 مم، وحجم فتح فقط تناسب حلقات معدنية، وسهلة لحام. في غرفة كاتمة للصدى، وذلك باستخدام فحوصات الفضاء الحر، كما هو موضح في الشكل 7، وذلك باستخدام اجيلنت N5244A محلل شبكة ناقلات، وهي محطة الانتاج متصلة 1 ~ 18 غيغاهرتز النطاق العريض المزدوج مخدد هوائيات القرن ترتبط على التوالي لإدخال محطة 6 ~ 8 جيجا هرتز، 8 ~ 12 غيغاهرتز، تم اختبار 12 ~ 14 هوائي القرن غيغاهرتز لعينات الاختبار مستطيلة. يتم وضع عينة الاختبار لفحصها في منتصف غرفة كاتمة للصدى، هوائي الاستقبال التخلص منها بشكل متناظر، وزاوية صغيرة إلى تصفية امتصاص العادي يمكن تجاهلها. نتائج الاختبار المبينة في الشكل.

ووفقا لويمكن ملاحظة النتائج التجريبية، عينة الاختبار يمتص في نطاق التردد من معدل امتصاص 8.00 ~ 13.2 غيغاهرتز من 90. استيعاب مع تحول أحمر لا يتجزأ ولها ذروة انخفاض طفيف استيعاب القيم محاكاة، والتي قد تكون الآلات الدقيقة اختبار العينات ونظام اختبار الأخطاء الناجمة عن عدم كفاية. وبالإضافة إلى ذلك، والمحاكاة مع هيكل الدوري انهائي 20 20 وحدة الهياكل تؤثر أيضا على قياس النتائج.

4 خاتمة

هذا التصميم من نوع واحد من حلقة معدنية تحميل النطاق العريض جمعها مقاومة الامتصاصية العالية استيعاب الكهرومغناطيسية الفوقية المواد، عصابة من امتصاص 90 8.4 ~ 13.6 غيغاهرتز، وعرض النطاق الترددي النسبي لاستيعاب 47.3، 99 عرض نطاق التردد على استيعاب 10.3 ~ 13.1 غيغاهرتز، واستيعاب عرض النطاق الترددي النسبي 23.9. تعمل الفرقة تردد تغطي الأساسية X-الفرقة. سمك 6 فقط من الحد الأقصى الطول الموجي عملها لتحقيق متطلبات التصميم رقيقة. من خلال يمكن أن ينظر إلى المحاكاة، في نطاق تردد التشغيل، وجهاز لامتصاص الموجات الكهرومغناطيسية الحادث يمكن أن تظل ضمن 45 درجة امتصاص أكثر من 90. عموما، هذا رقيقة جدا، والنطاق العريض، ومعدل امتصاص عالية من غلاة امتصاص المواد من حيث الاتصالات اللاسلكية، وهوائي، والشبح وكشف الرادار وغيرها، خصوصا مع قيمة كبيرة للكشف X-الفرقة رادار مع الشبح .

مراجع

TAO H، N اندي I، BINGHAM C M، وآخرون al.A المادة الخارقة امتصاص للنظام تيراهيرتز: تصميم وتصنيع وتوصيف .Optics إكسبريس، 2008،16 (10): 7181-7188.

LEE J، LIM S.Bandwidth محسنة والمادة الخارقة الاقطاب حساس امتصاص باستخدام الرنين المزدوج .Electronics رسالة، 2011،47: 8-9.

تسوه وى تشينغ يانغ يانغ، وشياو شيانغ، وآخرون al.An ultrawideband صغير الحجم لامتصاص المادة الخارقة في نطاق التردد عالية جدا .IEEE Antennans ونشر رسائل لاسلكية، 2017،16: 928-931.

ون يونغ تشنغ، ما وى، BAILEY J، وآخرون al.Broadband تيراهيرتز المادة الخارقة امتصاص استنادا المرنانات غير متكافئة مع امتصاص المثالي المعاملات .IEEE على تيراهيرتز العلوم والتكنولوجيا، 2015،5 (3): 406-411.

غوش S، باتاشاريا S، CHAURASIYA D، وآخرون al.An ultrawideband سامسونج المادة الخارقة امتصاص استنادا حلقات الانقسام دائرية .IEEE الهوائيات ونشر رسائل لاسلكية، 2015،14: 1172-1175.

غوش S، باتاشاريا S، CHAURASIYA D، وآخرون al.Polarization-حساسة وزاوية واسعة متعددة الطبقات امتصاص المادة الخارقة مع عرض نطاق ترددي متغير .Electronics رسائل، 2015،51 (14): 1050-1052.

ليو ينغيون تشانغ تشنغ يونيو، ليو يشين. وبناء على مقاومة فائقة الاتساع جمعها من مادة تمتص ميكروويف مجلة، 2016،32 (5): 50-54.

لو لى، Qushao بو، شيهونج يو، وآخرون النطاق العريض انتقال الاستقطاب مستقلة فائقة الامتصاص امتصاص المواد Physica سينيكا، 2014،63 (2): 344-349.

بلاطة في تشانغ Jieqiu، Qushao بو، الخ مغير هوائي الرادار عبر تخفيض القسم النطاق العريض امتصاص تصميم Physica سينيكا، 2015،64 (8): 122-128.

شي يان، ولى تشى يى، لي كه، وآخرون al.A طريقة استرجاع المعلمات الكهرومغناطيسية فعالة لليتعلق بما وارء غير متجانسة المعاملات .IEEE على نظرية ميكروويف وتقنيات، 2017،65 (4): 1160-1178.

باتاشاريا S، غوش S، H BARADIYA، وآخرون al.Studay على التردد المزدوج رقيقة جدا المادة الخارقة امتصاص مع استرجاع المعلمات الكهرومغناطيسية المؤتمر الوطني .Twentieth المعني بالبلاغات، 2014: 1-6.

OLULE L J A، GNANAGURUNATHAN G، T كومار N.Electromagnetic معلمة المادة الخارقة طرق استرجاع: استعراض A 213-217: مؤتمر ميكروويف، 2015 .IEEE الدولية RF و.