CN104485515A - 加载集总元件的宽带吸波材料 - Google Patents

加载集总元件的宽带吸波材料 Download PDF

Info

Publication number
CN104485515A
CN104485515A CN201410582139.1A CN201410582139A CN104485515A CN 104485515 A CN104485515 A CN 104485515A CN 201410582139 A CN201410582139 A CN 201410582139A CN 104485515 A CN104485515 A CN 104485515A
Authority
CN
China
Prior art keywords
metal wire
absorbing material
cross
frequency
annular metal
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
CN201410582139.1A
Other languages
English (en)
Inventor
肖柏勋
杨河林
金彦
曾浩
刘玉
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.)
Wuhan engineering science and technology research institute
Original Assignee
Wuhan engineering science and technology research institute
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 Wuhan engineering science and technology research institute filed Critical Wuhan engineering science and technology research institute
Priority to CN201410582139.1A priority Critical patent/CN104485515A/zh
Publication of CN104485515A publication Critical patent/CN104485515A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

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

Abstract

本发明涉及一种加载集总元件的宽带吸波材料,该吸波材料包括基底材料,以及设于基底材料上的环状金属线,所述环状金属线的环内设有十字形金属线,所述环状金属线为圆环、方环或六边形环;所述十字形金属线的上、下、左、右四个端部分别串联有电阻/电容,所述环状金属线上与十字形金属线的上、下、左、右四个端部对应位置处也串联有电阻/电容。本发明在结构上具有90度旋转对称特性,能够很好地克服电磁波的极化敏感性,而且在较宽频带内对电磁波具有较高的吸收率。

Description

加载集总元件的宽带吸波材料
技术领域
本发明涉及吸波材料领域,具体地指一种加载集总元件的宽带吸波材料,用于电磁波的防护与吸收。
背景技术
随着通信、雷达等现代电子科学与技术的发展,电磁波应用越来越普遍。与此同时,电磁波的危害包括电磁干扰、电磁辐射受到人们的极大关注。有研究表明电磁辐射对环境、生物体的影响日益增大。比如,飞机可能会受到电磁波干扰无法正常起飞或降落;电子诊疗仪器在移动电话的干扰下不能正常工作,手机、电脑等家用电器可能也存在对使用者的电磁危害。因此,设计一种先进功能材料来吸收电磁波辐射能量已成为材料科学领域的重要课题。
吸波材料通常是指一种能够有效吸收入射电磁波使其能量衰减的一类材料,它通过材料的各种不同损耗机制,将入射电磁波转化成热能或者是其他形式的能量而达到吸波的目的。吸波材料有结构型和涂覆型,前者主要是尖劈型,泡沫型,平板型等,后者有粘结剂,吸收剂复合而成,吸波的能力主要与吸收剂的种类有关。
目前,传统的微波吸波材料主要采用铁氧体,它具有吸收频段高,吸收率高,匹配厚度薄等特点,根据电磁波在介质从低磁导向高磁导方向传播的规律,利用高磁导率铁氧体引导电磁波,通过共振,大量吸收电磁波的辐射能量,再通过耦合把电磁波的能量转换成热能。但是很难实现宽频带吸收,现有的吸波材料存在吸收效率低,吸收频带窄,厚度较厚等缺陷。
发明内容
本发明目的在于克服上述现有技术的不足而提供一种加载集总元件的宽带吸波材料,相对针对现有技术的吸波材料吸收频带较窄的现状,本发明吸波材料在结构上具有90度旋转对称特性,能够很好地克服电磁波的极化敏感性。
实现本发明目的采用的技术方案是:一种加载集总元件的宽带吸波材料,包括基底材料,以及设于基底材料上的环状金属线,所述环状金属线的环内设有十字形金属线,所述环状金属线为圆环、方环或六边形环;所述十字形金属线的上、下、左、右四个端部分别串联有电阻/电容,所述环状金属线上与十字形金属线的上、下、左、右四个端部对应位置处也串联有电阻/电容。
在上述技术方案中,所述十字形金属线为金属线首尾连接形成十字形,十字形金属线的线内空间也呈十字状。
本发明在结构上具有90度旋转对称特性,能够很好地克服电磁波的极化敏感性,而且在较宽频带内对电磁波具有较高的吸收率。
附图说明
图1为双频带吸波材料结构示意图。
图2为频率可调的双频带吸波材料结构示意图。
图3为本发明加载电阻的拓宽频带的吸波材料结构示意图。
图4为本发明加载电容的拓宽频带的吸波材料结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
本发明首先根据现有的吸波材料的频带较窄的吸波特性,利用组合法设计出一种吸收频点非常接近的双频带吸波材料,然后再适当的位置加载集总元件(电阻或者电容)来实现拓宽吸收频带的目的。
如图1~4所示,本发明所用的吸波材料包括基底材料以及设于基底材料上的环状金属线,金属线由铜构成,基底材料为聚四氟乙烯(FR4)。环状金属线的环内设有十字形金属线,环状金属线为圆环、方环或六边形环,十字形金属线为金属线首尾连接形成十字形,十字形金属线的线内空间也呈十字状。
本发明加载集总元件的宽带吸波材料的结构,第一步是设计出利用组合法设计出良好的频点非常靠近的双频吸波结构,根据设计目标,设计了三种不同结构的双频吸波材料(具体见图1),在图1中,外面的结构实现低频点的吸收,里面的结构实现高频点的吸收,并且要保证两个频点之间不能互相干扰。
图1(a)中,外部的圆环①实现低频点的吸收,内部的十字型②实现高频点的吸收;
图1(b)中,外部的方环①实现低频点的吸收,内部的十字型②实现高频点的吸收;
图1(c)中,外部的六边形环①实现低频点的吸收,内部的十字型②实现高频点的吸收;
为了实现吸收频带的可控性,本发明中,采用了改变外部环形结构的尺寸和调节内部十字的结构来实现,从等效电路理论来讲,这种做法是在改变外部环形结构和十字结构的电感来改变谐振频率点,具体结构如图2所示。
图2(a)中,通过外部圆环①半径和金属线宽度的调节实现吸收低频点的频率调节,通过增长内部十字型结构②的长度实现吸收高频点的频率调节。
图2(b)中,通过外部方环①边长和金属线宽度的调节实现吸收低频点的频率调节,通过增长内部十字型结构②的长度实现吸收高频点的频率调节。
图2(c)中,通过外部六边形环①边长和金属线宽度的调节实现吸收低频点的频率调节,通过增长内部十字型结构②的长度实现吸收高频点的频率调节。
在完成上述频率接近的双频点吸波材料的设计,并且实现频率可控的基础上,第二步是在以上所设计的双频吸波材料上加载集总元件(电阻或电容)来展宽吸收频带,及十字形金属线的上、下、左、右四个端部分别串联有电阻/电容,环状金属线上与十字形金属线的上、下、左、右四个端部对应位置处也串联有电阻/电容。具体结构如图3和图4所示。
图3(a)中,通过在外部圆环加载电阻R2和内部十字型结构上加载电阻R1来实拓宽吸收频带。
图3(b)中,通过在外部方环加载电阻R2和内部十字型结构上加载电阻R1来实拓宽吸收频带。
图3(c)中,通过在外部六边形环加载电阻R2和内部十字型结构上加载电阻R1来实拓宽吸收频带。
图4(a)中,通过在外部圆环加载电容C2和内部十字型结构上加载电容C1来实拓宽吸收频带。
图4(b)中,通过在外部方环加载电容C2和内部十字型结构上加载电容C1来实拓宽吸收频带。
图4(c)中,通过在外部六边形环加载电容C2和内部十字型结构上加载电容C1来实拓宽吸收频带。
在加载电阻和电容的过程中,根据实际需要可以选择不同大小的电阻(R1≠R2)和电容(C1≠C2),也可以将电阻和电容同时加载在同一个结构上(R1C1组合,或者R1C2组合,或者R2C1组合,或者R2C2),外部的环形结构和内部的十字型结构可以加载大小相等的电阻(R1=R2)和电容(C1=C2),也可加载不同大小的电阻(R1≠R2)和电容(C1≠C2)。

Claims (2)

1.一种加载集总元件的宽带吸波材料,其特征在于:包括基底材料,以及设于基底材料上的环状金属线,所述环状金属线的环内设有十字形金属线,所述环状金属线为圆环、方环或六边形环;所述十字形金属线的上、下、左、右四个端部分别串联有电阻/电容,所述环状金属线上与十字形金属线的上、下、左、右四个端部对应位置处也串联有电阻/电容。
2.根据权利要求1所述加载集总元件的宽带吸波材料,其特征在于:所述十字形金属线为金属线首尾连接形成十字形,十字形金属线的线内空间也呈十字状。
CN201410582139.1A 2014-10-27 2014-10-27 加载集总元件的宽带吸波材料 Pending CN104485515A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410582139.1A CN104485515A (zh) 2014-10-27 2014-10-27 加载集总元件的宽带吸波材料

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410582139.1A CN104485515A (zh) 2014-10-27 2014-10-27 加载集总元件的宽带吸波材料

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN104485515A true CN104485515A (zh) 2015-04-01

Family

ID=52760036

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410582139.1A Pending CN104485515A (zh) 2014-10-27 2014-10-27 加载集总元件的宽带吸波材料

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104485515A (zh)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106058478A (zh) * 2016-05-15 2016-10-26 武汉理工大学 一种高低频兼顾的可调谐宽带吸波复合超材料
CN106973561A (zh) * 2016-01-14 2017-07-21 武汉碧海云天科技股份有限公司 磁场屏蔽超材料
CN106972277A (zh) * 2016-01-14 2017-07-21 武汉碧海云天科技股份有限公司 电磁超材料
CN107834209A (zh) * 2017-12-06 2018-03-23 哈尔滨理工大学 一种宽角度极化不敏感太赫兹三带吸收器
CN110544832A (zh) * 2019-08-23 2019-12-06 南京理工大学 一种双频点电磁特征主动电可调的动态伪装超表面
CN110797655A (zh) * 2019-11-13 2020-02-14 北京环境特性研究所 一种通带可控的柔性电磁结构
CN111029788A (zh) * 2019-12-11 2020-04-17 中国电子科技集团公司第十四研究所 具有角度与极化不敏感性的宽带超材料吸波结构
CN112072323A (zh) * 2020-09-03 2020-12-11 浙江科技学院 一种基于金属及二氧化钒的太赫兹开关
WO2024128785A1 (ko) * 2022-12-13 2024-06-20 주식회사 알파에이디티 동작 대역폭을 가지고, 유연하고 얇은 28 ghz 및 77 ghz용 메타물질 흡수체의 단위셀 및 이를 포함하는 메타물질 흡수체

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005084096A1 (ja) * 2004-03-01 2005-09-09 Nitta Corporation 電磁波吸収体
CN102026531A (zh) * 2010-12-22 2011-04-20 浙江大学 利用片状十字形金属单元结构构成的超匹配吸波材料
CN204156097U (zh) * 2014-10-27 2015-02-11 武汉市工程科学技术研究院 加载集总元件的宽带吸波材料

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005084096A1 (ja) * 2004-03-01 2005-09-09 Nitta Corporation 電磁波吸収体
CN102026531A (zh) * 2010-12-22 2011-04-20 浙江大学 利用片状十字形金属单元结构构成的超匹配吸波材料
CN204156097U (zh) * 2014-10-27 2015-02-11 武汉市工程科学技术研究院 加载集总元件的宽带吸波材料

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
HAN YE等: ""Microwave Absorbers Made of Arrays of Square Loops with Lumped Resistors through Optimization with Genetic Algorithm Approach"", 《GENERAL ASSEMBLY AND SCIENTIFIC SYMPOSIUM 2014》 *
JIANHUA WU等: ""Terahertz Dual-Band Nearly Perfect Absorbers Based on Combined of Two Types of FSS Elements"", 《MICROWAVE WORKSHOP SERIES ON MILLIMETER WAVE WIRELESS TECHNOLOGY AND APPLICATION 2012》 *

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106973561A (zh) * 2016-01-14 2017-07-21 武汉碧海云天科技股份有限公司 磁场屏蔽超材料
CN106972277A (zh) * 2016-01-14 2017-07-21 武汉碧海云天科技股份有限公司 电磁超材料
CN106972277B (zh) * 2016-01-14 2024-03-19 武汉碧海云天科技股份有限公司 电磁超材料
CN106973561B (zh) * 2016-01-14 2024-03-22 武汉碧海云天科技股份有限公司 磁场屏蔽超材料
CN106058478A (zh) * 2016-05-15 2016-10-26 武汉理工大学 一种高低频兼顾的可调谐宽带吸波复合超材料
CN107834209A (zh) * 2017-12-06 2018-03-23 哈尔滨理工大学 一种宽角度极化不敏感太赫兹三带吸收器
CN110544832A (zh) * 2019-08-23 2019-12-06 南京理工大学 一种双频点电磁特征主动电可调的动态伪装超表面
CN110797655A (zh) * 2019-11-13 2020-02-14 北京环境特性研究所 一种通带可控的柔性电磁结构
CN111029788A (zh) * 2019-12-11 2020-04-17 中国电子科技集团公司第十四研究所 具有角度与极化不敏感性的宽带超材料吸波结构
CN112072323A (zh) * 2020-09-03 2020-12-11 浙江科技学院 一种基于金属及二氧化钒的太赫兹开关
WO2024128785A1 (ko) * 2022-12-13 2024-06-20 주식회사 알파에이디티 동작 대역폭을 가지고, 유연하고 얇은 28 ghz 및 77 ghz용 메타물질 흡수체의 단위셀 및 이를 포함하는 메타물질 흡수체

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104485515A (zh) 加载集总元件的宽带吸波材料
Huang et al. Absorptive frequency-selective transmission structure with square-loop hybrid resonator
Chen et al. Absorptive frequency selective surface using parallel LC resonance
Osman et al. Textile UWB antenna bending and wet performances
Zhong et al. Dual-band negative permittivity metamaterial based on cross circular loop resonator with shorting stubs
CN102157778B (zh) 实现sar控制的方法和装置
Rano et al. Extremely compact EBG‐backed antenna for smartwatch applications in medical body area network
EP2562868A1 (en) A multiple-turn loop antenna arrangement and a portable radio communication device comprising such an arrangement
CN113488778B (zh) 通带状态可调的传输吸波结构
Peng et al. A novel compact dual-band antenna array with high isolations realized using the neutralization technique
Verma et al. Printed Newton's egg curved monopole antenna for ultrawideband applications
CN107946761A (zh) 一种基于带通型频率选择表面的铁基吸波体
Güneş et al. GSM filtering of horn antennas using modified double square frequency selective surface
Zhang et al. The design of radio frequency energy harvesting and radio frequency‐based wireless power transfer system for battery‐less self‐sustaining applications
CN204156097U (zh) 加载集总元件的宽带吸波材料
Wong et al. Small‐size multiband planar antenna for LTE700/2300/2500 operation in the tablet computer
Shah et al. A 4-bit multistate frequency-selective surface with dual-band multifunction response
Ojaroudi et al. Very low profile ultrawideband microstrip band‐stop filter
Farooq et al. Polarization insensitive penta‐bandstop frequency selective surface for closely placed bands
Raza et al. Flexible monopole antenna for IoT applications: a survey
WO2014161348A1 (zh) 多输入多输出天线***和辐射吸收方法
Das et al. RCS reduction of microstrip antenna using split square loop thin absorber
CN203942018U (zh) 一种基于多层环形缝隙贴片的频率选择表面结构
Tang et al. An ultra-wideband frequency selective surface with high stability for electromagnetic stealth
Velan et al. Compact paper‐substrate rat‐race coupler deploying modified stepped impedance stub and interdigitated slot resonator for wide‐band harmonic suppression

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20150401