(19)国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202221946247.9 (22)申请日 2022.07.25 (73)专利权人 中国人民解 放军国防科技大 学 地址 410003 湖南省长 沙市开福区德雅路 109号 (72)发明人 姜鑫鹏　杨俊波　何新　张振福　 罗世尚　 (74)专利代理 机构 北京风雅颂专利代理有限公 司 11403 专利代理师 曾志鹏 (51)Int.Cl. B32B 9/00(2006.01) B32B 9/04(2006.01) B32B 27/36(2006.01) B32B 33/00(2006.01)B32B 27/28(2006.01) B32B 27/32(2006.01) B32B 27/08(2006.01) B32B 15/00(2006.01) B32B 15/20(2006.01) B32B 15/085(2006.01) B32B 15/01(2006.01) B32B 3/08(2006.01) B32B 7/023(2019.01) H01Q 17/00(2006.01) G02B 5/00(2006.01) G02F 1/17(2019.01) G02F 1/00(2006.01) G02F 1/03(2006.01) G02F 1/01(2006.01) (ESM)同样的发明创造已同日申请发明 专利 (54)实用新型名称 一种基于分层设计的双光谱动态隐身结构 (57)摘要 本实用新型提供了一种基于分层设计的双 光谱动态隐身结构， 包括 从上到下依次层叠的中 红外相变光栅层、 中间介质过渡层和微波阻抗匹 配层； 所述中红外相变光栅层为周期性排列于中 间介质过渡层上表面的正方形凸起， 用于红外光 的吸收， 所述正方形凸起包括 从上到下层叠设置 的中红外相变层和中红外 反射层， 所述中红外相 变层材质为相变材料， 所述中红外反射层材质为 金属材料； 所述中间介质层设置于中红外相变光 栅层与微波阻抗匹配层之间， 用于实现由红外光 谱调制到微波光谱调制的转变； 所述微波阻抗匹 配层实现微波阻抗匹配层对微波吸收光谱的调 控； 本实用新型提供的基于分层设计的双光谱动 态隐身结构成本低、 适应性强、 能实现不同光谱 的分立动态调控。 权利要求书1页 说明书6页 附图5页 CN 218171632 U 2022.12.30 CN 218171632 U 1.一种基于分层设计的双光谱动态隐身结构， 其特征在于： 包括从上到下依次层叠的 中红外相 变光栅层、 中间介质过渡层和 微波阻抗匹配层； 所述中红外相 变光栅层为周期性 排列于中间介质过渡层上表面的正方形凸起， 用于红外光的吸收， 所述正方形凸起包括从 上到下层叠设置的中红外相 变层和中红外反射层， 所述中红外相变层材质为相 变材料， 所 述中红外反射层材质为金属材料； 所述中间介质层用于实现由红外光谱调制到微波光谱调 制的转变， 设置于中红外相 变光栅层与微波阻抗匹配层之间； 所述微波阻抗匹配层包括从 上到下依次层叠的石墨烯薄膜、 高阻层、 第一间隔层、 损耗层、 第二间隔层和微波反射层， 所 述第一间隔层和第二间隔层均为微波透明材料， 所述微波反射层的材质为金属材料， 通过 栅极电压调控石墨烯薄膜的方阻， 实现对于微波吸 收光谱的调控。 2.如权利要求1所述的基于分层 设计的双光谱动态隐身结构， 其特征在于： 所述中红外 相变层为硫系相变材料， 厚度H1在100nm‑800nm之间； 所述中红外反射层的厚度H2在50nm‑ 300nm之间； 所述正方形凸起的边长W为0.6 μm   ‑3 μm， 正方形凸起阵列的周期P为2 μm ‑5 μm； 所 述中间介质过渡层为透明介质材 料， 厚度H3的范围在0.1m m‑1mm之间。 3.如权利要求2所述的基于分层 设计的双光谱动态隐身结构， 其特征在于： 所述石墨烯 薄膜的方阻范围为120 ‑700Ω/sq， 厚度h1的范围在50 μm ‑200 μm； 所述高阻层为喷涂有高阻 导电油墨的聚酰亚胺薄膜， 高阻层的方阻Ω1范围为2000 ‑8000Ω/sq， 损耗层为喷涂有低阻 导电油墨的聚酰亚胺薄膜， 损耗层的方阻Ω2的范围在100 ‑500Ω/sq， 高阻层和损耗层的厚 度均为h2， h2的范围为20 μm   ‑100 μm； 所述第一间隔层和第二间隔层的厚度均为h3， 厚度h3的 范围在3m m‑100mm。 4.如权利要求3所述的基于分层 设计的双光谱动态隐身结构， 其特征在于： 所述正方形 凸起阵列的周期P=3 μm， 光正方形凸起的边长W=1.8 μm， 所述中红外相变层为Ge2Sb2Te5， 厚度 H1=440nm， 所述中红外反射层为金， 厚度H2=200nm， 所述中间介质过渡层为二氧化硅， 厚度H3 =0.2mm， 所述石墨烯薄膜的厚度h1=200 μm， 所述高阻层的方阻Ω1=5000Ω/sq， 所述损耗层的 方阻Ω2=250Ω/s q， 厚度h2=50 μm， 所述第一间隔层和第二间隔层的材质均为聚乙烯， 厚度h3 =7.5mm。 5.如权利要求1 ‑4中任意一项所述的基于分层设计的双光谱动态隐身结构， 其特征在 于： 所述石墨烯薄膜包括PET基底， 所述PET基底上设有1 ‑5层石墨烯。 6.如权利要求5所述的基于分层设计的双光谱动态隐身结构， 其特征在于： 所述PET基 底， 所述PET基底上设有三层石墨烯。 7.如权利要求2所述的基于分层 设计的双光谱动态隐身结构， 其特征在于： 所述硫系相 变材料为Ge2Sb2Te5、 Ge3Sb2Te6或GeTe。 8.如权利要求1 ‑3中任意一项所述的基于分层设计的双光谱动态隐身结构， 其特征在 于： 所述中红外反射层为金、 银、 铜、 铬或钨。 9.如权利要求1 ‑3中任意一项所述的基于分层设计的双光谱动态隐身结构， 其特征在 于： 所述中间介质过渡层为 二氧化硅、 二氧化 钛或硫化锌。 10.如权利要求1 ‑3中任意一项所述的基于分层 设计的双光谱动态隐身结构， 其特征在 于： 所述微波反射层的材质为 为金、 银、 铜、 铬或钨。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 218171632 U 2一种基于分层设计的双光谱动态隐身结构 技术领域 [0001]本实用新型属于多光谱伪装技术领域， 具体是涉及到一种基于分层设计的双 光谱 动态隐身结构， 可以实现对于8 ‑14微米红外吸收光谱和2 ‑18GHz微波吸收光谱的分立动态 调控。 背景技术 [0002]随着当代探测手段和频谱分析技术的不断发展及普及， 对于目标物的识别方法已 从早期的通信波 段 （2‑18GHz） 向着多光谱 范围， 多测量手段的方向发展。 光谱识别的范围已 经从原有的通讯波段扩展至可见光波、 红外光波、 微波和太赫兹波等波 段范围。 探测手段也 更加成熟并且日益多样， 其中就包括通讯雷达探测、 激光雷达探测、 热成像等多种目标探测 的手段。 这使得人们可以通过多种手段、 多个光谱 范围对目标物进 行探测和识别。 特别是在 漆黑的夜晚， 通过雷达探测和红外成像等手段， 人们就可以像猫头鹰一样在夜间依然具有 敏锐的“视觉”。 作为目标物识别的对立面， 相比于日趋成熟和多样的成像和探测手段， 隐身 的发展还存在很大差距。 因此， 对于多光谱隐身手段的需求也 随着探测手段 的扩展而变得 更加迫切。 [0003]对于微波隐身的研究已经具有相当长 的历史， 由于雷达等测试手段的基本原理， 微波隐身采用的一般方法多采用吸波的方法实现。 早期， 为了实现微波吸波， 大多采用 Salisbury屏的设计原理。 然而， 这种设计原理本身要求结构尺寸与波矢相匹配， 这导致难 以实现大带宽的完美 吸收。 自2008年N.  I. Landy, S. Sajuyigbe,  J. J. Mock, D. R.  Smith and W. J. Padilla.  Perfect Metamaterial  Absorber[J]， Physical  Review  Letter （2008） ， 首次提出超材料完美吸收的概念以来， 通过结构化的图案实现宽带完美吸 收的研究引起了人们的关注。 然而这种图案化的方法并不利于大规模加工， 并且这种精细 化的结构设计也对现有加工工艺提出了挑战。 此外， 这些微波完美吸收体大多是通过图案 化金属结构实现的。 因此， 这些微波完美吸收体缺乏工作带宽及带宽内吸收率的可调性。 近 年来， 利用空间波阻抗匹配的方法和传输线理论， 基于石墨烯的超材料实现可调宽带吸收 引起了学者们的广泛关注。 由于石墨烯的电导率可以通过栅极电压调控， 这使得基于石墨 烯材料的微波 可调宽带吸波成为可能。 虽然已出现对于多光谱兼容的石墨烯可调吸收材料 M. Said Ergoktas  , Gokhan Bakan, Evgeniya  Kovalska,  et al. Multispectral   graphene ‑based electro ‑optical surfaces  with reversible  tunability  from  visible to microwave  wavelengt hs, Nature Photonics （2 021） ， 但是由于整个 结构的光 谱特性都是随着石墨烯费米能级的变化实现的， 这导致结构的全光谱特性同时发生改变。 这并不满足