CN101540207A - 一种平板式吸波材料 - Google Patents

一种平板式吸波材料 Download PDF

Info

Publication number
CN101540207A
CN101540207A CN200910058939A CN200910058939A CN101540207A CN 101540207 A CN101540207 A CN 101540207A CN 200910058939 A CN200910058939 A CN 200910058939A CN 200910058939 A CN200910058939 A CN 200910058939A CN 101540207 A CN101540207 A CN 101540207A
Authority
CN
China
Prior art keywords
metal
metal branch
branch line
dielectric substrate
metal structure
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN200910058939A
Other languages
English (en)
Inventor
林先其
刘星
樊勇
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
University of Electronic Science and Technology of China
Original Assignee
University of Electronic Science and Technology of China
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by University of Electronic Science and Technology of China filed Critical University of Electronic Science and Technology of China
Priority to CN200910058939A priority Critical patent/CN101540207A/zh
Publication of CN101540207A publication Critical patent/CN101540207A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Shielding Devices Or Components To Electric Or Magnetic Fields (AREA)
  • Aerials With Secondary Devices (AREA)

Abstract

本发明属于电子信息技术领域，涉及电磁场与波，具体涉及平板式吸波材料。包括周期性排列的单元吸波结构，每个单元吸波结构包括介质基板、介质基板的正面金属结构和背面金属结构。正面金属结构由2～4条相互交叉的第一金属分支线构成，第一金属分支线两端具有与之垂直相连(或相切连接)的“直线(或圆弧)形”第二金属分支线。背面金属结构由2～4条相互交叉的第一金属分支线构成，第一金属分支线两端均与一“圆环形”第二金属分支线相切连接。相对于现有的平板式吸波材料，本发明可以吸收任意极化方向的电磁波；可以在更宽电磁场入射角度内进行更优吸收；且电磁谐振结构相互独立，可分别进行调节，具有调谐方便的特点。

Description

一种平板式吸波材料
技术领域
本发明属于电子信息技术领域，涉及电磁场与波，具体涉及平板式吸波材料。
背景技术
目前常用的吸波材料有铁氧体、钛酸钡、金属微粉、石墨、碳化硅、导电纤维等。铁氧体吸波材料是研究较多而且比较成熟的吸波材料，由于在高频下有较高的磁导率，而且电阻率也较大，电磁波易于进入并快速衰减，被广泛地应用在雷达吸波材料领域中。以铁氧体为吸收剂的吸波材料也存在一定缺陷，如高温特性差，面密度较大，各种吸波材料对匹配频率只有在匹配厚度的情况下才能做到无反射吸收，电磁参数匹配困难，吸波性能提高和吸收频带扩展受限等问题。
随着信息化需求的不断提高，近年来新型吸波材料不断涌现，主要有纳米材料、手性材料、导电高聚物、及结构吸波材料等，它们都具有不同于传统吸波材料的吸波机理。本发明所提供的新型平板式吸波材料正是利用周期结构模拟实现具有电磁波吸收功能的人工材料，通过这一模拟便于实现材料介电常数和磁导率的调节，从而实现电磁波的高效吸收。
新型平板式吸波材料的构想源自于2008年5月杜克大学的Smith教授及Landy等人在PHYSICAL REVIEW LETTERS，PRL 100，207402(2008)上发表的完美吸波结构。该结构即为平板式吸波结构(如图1所示)，其单元结构正面为两个背向相连的开裂环构成的电谐振结构，背面为长方形金属片，通过使电磁波困在结构内部进行谐振而达到吸收功能，实验结果显示该吸波材料在工作频段上能达到88％的吸收率，只是由于其要求入射电磁波的电场极化方向必须平行于背面金属片的长度方向，因而对其应用构成了极大限制。
发明内容
本发明提供一种平板式吸波材料，在保证原结构吸波性能的基础上，具有任意极化方向电磁波吸收功能。
本发明针对Smith教授及Landy等人提出的完美吸波结构仅有单个极化方向的这一不足，在保证原结构吸波性能的基础上，着重于拓展其极化方向。具体通过将原结构单元增加为多分支交叉结构，如2分支呈十字交叉结构，或增加至3分支至六角交叉结构，以此类推。随着分支的增加，所能吸收的电场极化角也随之增大，也即结构吸波的极化敏感度降低直至达到任意极化吸波要求。考虑到分支增加会使得分支末端的支节长度变短，吸波频率升高，所以选择有限分支数(如2～4条分支)，并将终端支节由长方条变为弧形条，进而实现有限分支数情况下的平面内任意极化电磁波吸收。
本发明详细技术方案为：
一种平板式吸波材料，如图2所示，包括周期性排列的单元吸波结构，所述单元吸波结构包括介质基板C、介质基板C的正面金属结构A和介质基板C的背面金属结构B。介质基板C的正面金属结构A由2～4条中心相互交叉的“直线形”第一金属分支线构成；所述每条第一金属分支线的两端均具有与该条第一金属分支线垂直相连的“直线形”第二金属分支线。介质基板C的背面金属结构B由2～4条中心相互交叉的“直线形”第一金属分支线构成；所述每条第一金属分支线的两端均与一“圆环形”第二金属分支线相切连接。
一种平板式吸波材料，如图2所示，包括周期性排列的单元吸波结构，所述单元吸波结构包括介质基板C、介质基板C的正面金属结构A和介质基板C的背面金属结构B。介质基板C的正面金属结构A由2～4条中心相互交叉的“直线形”第一金属分支线构成；所述每条第一金属分支线的两端均具有与该条第一金属分支线相切连接的“弧线形”第二金属分支线。介质基板C的背面金属结构B由2～4条中心相互交叉的“直线形”第一金属分支线构成；所述每条第一金属分支线的两端均与一“圆环形”第二金属分支线相切连接。
上述技术方案中，所述介质基板C的正面金属结构A或背面金属结构B的第一金属分支线之间的夹角相等。
上述方案中，所述介质基板C为有机高分子聚合物基板或无机陶瓷基板。
与现有技术相比，本发明具有以下特点：
1、相对于现有的平板式吸波材料，本发明具有任意方向的极化特性，即可以吸收任意极化方向的电磁波。
2、相对于现有的平板式吸波材料，本发明可以在更宽电磁场入射角度内进行更优吸收。
3、本发明电磁谐振结构相互独立，可分别进行调节，改变第一或第二金属分支线的长度宽度都会对等效介电常数和磁导率进行改变，从而具有调谐方便的特点。
附图说明
图1是Pendry等人提出的完美吸波结构示意图。
图2是本发明提出的平板式吸波材料的结构立体示意图。其中，A是介质基板C的正面金属结构，B是介质基板C的背面金属结构，C是介质基板。
图3是本发明的具体实施方式的S参数仿真结果。
图4是本发明的具体实施方式的S11参数实测结果。
图5是本发明的具体实施方式在入射电磁波极化角度不同时的S参数幅度值仿真结果。
图6是本发明的具体实施方式在入射电磁波呈不同入射角度时的S参数幅度值仿真结果。
具体实施方式
图2为本发明的一个具体实施例，该平板式吸波材料包括周期性排列的单元吸波结构。每个单元结构包括介质基板C的正面金属结构A、介质基板C的背面金属结构B和介质基板C。其中，介质基板C的正面金属结构A由2条相同且中心相互交叉的“直线形”第一金属分支线构成，所述2条第一金属分支线之间的夹角均为90度；所述每条第一金属分支线的两端均具有与该条第一金属分支线相切连接的“弧线形”第二金属分支线；所述第二金属分支线之间形成一个具有4个相同缺口的圆环。
图3和图4给出了本发明实施例的s参数仿真和实测结果，从图中可以看出，在11.2GHz附近，|S11|有明显吸收峰，|S21|在相对带宽很大的范围内都能小于-18dB，即反射和透射都很小，实现了很好的电磁波吸收。图5给出了本发明实施列在入射波不同极化角度下的吸收性能的仿真结果，可以看出本发明对任意极化电磁波都具有较好的吸收效果。图6给出了本发明在不同电磁场入射角度时的仿真结果。可以看出在0-45度范围内，入射角的变化对结构吸波效果影响不大。

Claims (4)

1、一种平板式吸波材料，包括周期性排列的单元吸波结构，所述单元吸波结构包括介质基板(C)、介质基板(C)的正面金属结构(A)和介质基板(C)的背面金属结构(B)；其特征在于：
所述介质基板(C)的正面金属结构(A)由2～4条中心相互交叉的“直线形”第一金属分支线构成；所述每条第一金属分支线的两端均具有与该条第一金属分支线垂直相连的“直线形”第二金属分支线；
所述介质基板(C)的背面金属结构(B)由2～4条中心相互交叉的“直线形”第一金属分支线构成；所述每条第一金属分支线的两端均与一“圆环形”第二金属分支线相切连接。
2、一种平板式吸波材料，包括周期性排列的单元吸波结构，所述单元吸波结构包括介质基板(C)、介质基板(C)的正面金属结构(A)和介质基板(C)的背面金属结构(B)；其特征在于：
所述介质基板(C)的正面金属结构(A)由2～4条中心相互交叉的“直线形”第一金属分支线构成；所述每条第一金属分支线的两端均具有与该条第一金属分支线相切连接的“弧线形”第二金属分支线；
所述介质基板(C)的背面金属结构(B)由2～4条中心相互交叉的“直线形”第一金属分支线构成；所述每条第一金属分支线的两端均与一“圆环形”第二金属分支线相切连接。
3、根据权利要求1或2所述的平板式吸波材料，其特征在于，所述介质基板(C)的正面金属结构(A)的第一金属分支线之间的夹角相等；所述介质基板(C)的背面金属结构(B)的第一金属分支线之间的夹角相等。
4、根据权利要求1或2所述的平板式吸波材料，其特征在于，所述介质基板(C)为有机高分子聚合物基板或无机陶瓷基板。
CN200910058939A 2009-04-15 2009-04-15 一种平板式吸波材料 Pending CN101540207A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN200910058939A CN101540207A (zh) 2009-04-15 2009-04-15 一种平板式吸波材料

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN200910058939A CN101540207A (zh) 2009-04-15 2009-04-15 一种平板式吸波材料

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN101540207A true CN101540207A (zh) 2009-09-23

Family

ID=41123343

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN200910058939A Pending CN101540207A (zh) 2009-04-15 2009-04-15 一种平板式吸波材料

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101540207A (zh)

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102682858A (zh) * 2011-03-15 2012-09-19 深圳光启高等理工研究院 吸波材料
CN102684608A (zh) * 2011-03-18 2012-09-19 深圳光启高等理工研究院 一种任意阻抗人工合成材料及其设计方法
WO2012129924A1 (zh) * 2011-03-31 2012-10-04 深圳光启高等理工研究院 一种吸波超材料
CN102752996A (zh) * 2011-04-20 2012-10-24 深圳光启高等理工研究院 频率可调的吸波装置
CN102809683A (zh) * 2011-06-29 2012-12-05 深圳光启高等理工研究院 基于平面光波导及超材料的电磁波传感器
CN102892278A (zh) * 2011-03-31 2013-01-23 深圳光启高等理工研究院 一种吸波超材料
CN102903397A (zh) * 2011-07-29 2013-01-30 深圳光启高等理工研究院 一种宽频吸波的人工电磁材料
CN103178352A (zh) * 2013-03-05 2013-06-26 电子科技大学 一种多频单负介电常数超材料及其制备方法
CN103327801A (zh) * 2013-05-31 2013-09-25 中国舰船研究设计中心 舱室电磁环境控制方法
CN103647152A (zh) * 2013-12-13 2014-03-19 哈尔滨工业大学 一种宽带极化不敏感的超材料吸波体
CN103700948A (zh) * 2014-01-10 2014-04-02 厦门大学 带有可调十字金属线结构的双悬臂e型反向嵌套左手材料
CN104021817A (zh) * 2014-06-05 2014-09-03 哈尔滨工程大学 一种基于相干控制的动态可调谐吸收器
CN105958212A (zh) * 2016-04-27 2016-09-21 电子科技大学 全向双频段吸波材料
CN110380228A (zh) * 2019-07-23 2019-10-25 中国科学技术大学 一种基于无反射滤波器原理的吸波器件
CN116417808A (zh) * 2023-05-26 2023-07-11 安徽大学 一种超材料微波吸波体

Cited By (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102682858B (zh) * 2011-03-15 2015-02-04 深圳光启高等理工研究院 吸波材料
CN102682858A (zh) * 2011-03-15 2012-09-19 深圳光启高等理工研究院 吸波材料
CN102684608A (zh) * 2011-03-18 2012-09-19 深圳光启高等理工研究院 一种任意阻抗人工合成材料及其设计方法
CN102684608B (zh) * 2011-03-18 2015-05-20 深圳光启高等理工研究院 一种任意阻抗人工合成材料及其设计方法
US9208913B2 (en) 2011-03-31 2015-12-08 Kuang-Chi Innovative Technology Ltd. Wave-absorbing metamaterial
CN102892278A (zh) * 2011-03-31 2013-01-23 深圳光启高等理工研究院 一种吸波超材料
WO2012129924A1 (zh) * 2011-03-31 2012-10-04 深圳光启高等理工研究院 一种吸波超材料
CN102892278B (zh) * 2011-03-31 2015-05-20 深圳光启高等理工研究院 一种吸波超材料
CN102752996B (zh) * 2011-04-20 2015-07-15 深圳光启高等理工研究院 频率可调的吸波装置
WO2012142830A1 (zh) * 2011-04-20 2012-10-26 深圳光启高等理工研究院 频率可调的吸波装置
CN102752996A (zh) * 2011-04-20 2012-10-24 深圳光启高等理工研究院 频率可调的吸波装置
CN102809683A (zh) * 2011-06-29 2012-12-05 深圳光启高等理工研究院 基于平面光波导及超材料的电磁波传感器
CN102903397A (zh) * 2011-07-29 2013-01-30 深圳光启高等理工研究院 一种宽频吸波的人工电磁材料
CN103178352A (zh) * 2013-03-05 2013-06-26 电子科技大学 一种多频单负介电常数超材料及其制备方法
CN103327801A (zh) * 2013-05-31 2013-09-25 中国舰船研究设计中心 舱室电磁环境控制方法
CN103327801B (zh) * 2013-05-31 2016-02-24 中国舰船研究设计中心 舱室电磁环境控制方法
CN103647152A (zh) * 2013-12-13 2014-03-19 哈尔滨工业大学 一种宽带极化不敏感的超材料吸波体
CN103647152B (zh) * 2013-12-13 2015-05-27 哈尔滨工业大学 一种宽带极化不敏感的超材料吸波体
CN103700948A (zh) * 2014-01-10 2014-04-02 厦门大学 带有可调十字金属线结构的双悬臂e型反向嵌套左手材料
CN104021817A (zh) * 2014-06-05 2014-09-03 哈尔滨工程大学 一种基于相干控制的动态可调谐吸收器
CN105958212A (zh) * 2016-04-27 2016-09-21 电子科技大学 全向双频段吸波材料
CN105958212B (zh) * 2016-04-27 2020-07-10 电子科技大学 全向双频段吸波材料
CN110380228A (zh) * 2019-07-23 2019-10-25 中国科学技术大学 一种基于无反射滤波器原理的吸波器件
CN116417808A (zh) * 2023-05-26 2023-07-11 安徽大学 一种超材料微波吸波体
CN116417808B (zh) * 2023-05-26 2024-05-28 安徽大学 一种超材料微波吸波体

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101540207A (zh) 一种平板式吸波材料
Alitalo et al. Transmission-line networks cloaking objects from electromagnetic fields
CN103700951B (zh) 复合介质双层fss结构srr金属层超轻薄吸波材料
CN106450795B (zh) 一种双频极化不敏感单层超材料吸波结构
CN106299721B (zh) 一种超薄的柔性复合宽带微波吸收结构
CN103943967B (zh) 超薄型金属电阻复合多频吸波材料
CN107946762B (zh) 基于c型夹层雷达罩壁结构的x波段小型化高透波fss
CN107579352B (zh) 一种适用于天线罩的超宽带频率选择表面
CN108493623B (zh) 基于损耗型频率选择表面的亚波长层状三维宽带吸波结构
CN106058482A (zh) 基于双层导电薄膜的透明宽带电磁吸波器
CN105098374B (zh) 一种超宽带的电磁吸波结构
CN104411153B (zh) 极化不敏感亚波长三维吸波结构
CN109921192A (zh) 一种低频透波高频宽带吸波的频选装置
CN103633446B (zh) 基于表面渐变结构的宽带极化不敏感的超材料吸波体
CN103647152B (zh) 一种宽带极化不敏感的超材料吸波体
CN105552544A (zh) 一种端射式的人工表面等离激元天线
CN109167176B (zh) 一种可控透波微结构超材料
CN109742554B (zh) 一种双频Ku波段圆极化敏感吸波器
CN107402383A (zh) 一种实施雷达频谱搬移的二相调制板及方法
CN110534908A (zh) 一种复合立体式超带宽的超材料透明吸波体
CN105071049A (zh) 一种双向超材料吸波体
CN105511097B (zh) 一种基于超材料的反射模式宽频带线偏振转换器
WO2012139367A1 (zh) 一种人工电磁材料
CN110429389A (zh) 一种吸波结构
CN109835010B (zh) 一种吸波复合材料及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Open date: 20090923