柔軟で再構成可能な水ベースのメタマテリアル周波数選択吸収体、偏波不感応性と広角安定性を備えた

科学分野:

• 電磁両立性
• 材料科学
• メタマテリアル

背景:

• 周波数選択面（FSS）は、電磁波伝搬を制御するために不可欠です。
• 吸収と調整可能な透過の両方を同時に達成することは、大きな課題です。
• 柔軟で再構成可能な電磁デバイスの開発は、高度なアプリケーションに不可欠です。

研究 の 目的:

• 新規の柔軟で再構成可能な水ベースの周波数選択吸収体（WFSA）を提案および実証すること。
• WFSAの吸収、透過、およびレーダー断面積（RCS）低減特性を調査すること。
• 内部液体のパラメータを変更することによってWFSAの再構成可能性を探求すること。

主な方法:

• 水で満たされた3Dプリントされた柔軟な熱可塑性ポリウレタン（TPU）を使用した多層吸収層の製造。
• 垂直ギャップを持つバンドパス周波数選択面（FSS）透過層の統合。
• 吸収、透過帯域幅、挿入損失、角度安定性、および偏波応答の特性評価。
• 平坦および湾曲構成の両方でのレーダー断面積（RCS）低減の評価。

主要な成果:

• 相対帯域幅116%の広い周波数帯域（4.21–15.93 GHz）で90%の吸収率を達成しました。
• 挿入損失< 3 dB（最小0.75 dB）で44.9%の透過帯域幅を示しました。
• TE偏波とTM偏波の両方で最大60°の入射角までの安定性を確認し、10 dBのRCS（レーダー断面積）低減を達成しました。

結論:

• 提案されたWFSAは、電磁ステルスと透過のための柔軟で再構成可能で費用効果の高いソリューションを提供します。
• 水の温度、含有量、または液体タイプを調整することによって、調整可能な吸収および透過帯域を実現できます。
• このデバイスは、電磁ステルスと透過の相乗効果を通じて、地上のターゲットを保護する可能性を示しています。