[发明专利]一种吸波超材料及吸波装置

说明书

技术领域

本发明涉及超材料领域，特别是涉及一种吸波超材料及吸波装置。

背景技术

随着现代科学技术的发展，电磁波辐射对环境的影响日益增大。例如：飞机航班因电磁波干扰无法起飞而误点，移动电话干扰各种电子诊疗仪器的正常工作。因此，治理电磁污染，寻找一种能抵挡并削弱电磁波辐射的材料，已成为材料科学的一大课题。另外，吸波材料在其它方面也有广泛应用，比如隐形机，隐形衣等。

其中一种现有技术的吸波超材料，通过改变材料的介电常数和磁导率来提升吸收效率，对特定频率的电磁波相对于普通吸波材料来说，吸收效果已经有了较大的进步，但是这种吸波超材料仅在很窄的频段内具有较好的吸波效果。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种吸波超材料及吸波装置，能够解决现有技术的吸波超材料吸波带宽较短的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种吸波超材料，该吸波超材料包括：

第一片层，第一片层包括第一基材及在第一基材上周期排布的用于增加电磁波入射率的多个第一微结构，并且多个第一微结构中包括结构相同但在片层平面上不同朝向的第一微结构；

第二片层，第二片层包括第二基材及在第二基材上周期排布的用于降低电磁波透射率的第二微结构；

其中，第一片层和第二片层层叠设置。

其中，吸波超材料包括设置于第二片层在远离第一片层一侧的第三片层，第三片层包括在用于模拟实际环境的第三基材平板。

其中，第一微结构是线型子单元结构，每四个线型子单元结构为一组，每组的线型子单元结构分为两行两列，对齐排列，其中每组人工电磁材料单元结构中的对角两个线型子单元结构朝向相同，而每组线型子单元结构中的相邻线型子单元结构间朝向相差九十度；

第二片层包括层叠设置的第一子层和第二子层，第一子层的第二微结构和第二子层的第三人造微结构一一对应设置，并且相互为互补的图案。

其中，第一片层中的线型子单元结构包括多条长短不同的直线型金属分支，并且多条长短不同的直线型金属分支一起组成在片层平面内的漏斗图案。

其中，多条直线型金属分支平行等间距排列。

其中，每个漏斗图案内的直线型金属分支为奇数条，漏斗图案两端的直线型金属分支轴对称设置。

其中，相互为互补图案的第二微结构包括内外环设置的带缺口的环型金属分支和完整的环型金属分支。

其中，第二片层的完整的环型金属分支和带缺口的环型金属分支数量均为两个。

其中，带缺口的环型金属分支上设置有四个缺口，四个缺口等间距地分布在带缺口的环型金属分支上。

其中，第一基材、第二基材与第三基材材质相同，均为FR-4材料、F4B材料、聚苯乙烯PS材料、铁电材料、铁氧材料或者铁磁材料。

其中，第一微结构和第二微结构均为人造金属微结构。

为解决上述技术问题，本发明提供的另一种技术方案是：提供一种吸波装置，该吸波装置包括上述任意一项的吸波超材料。

本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明的吸波超材料的第一片层增加电磁波入射率，第二片层降低透射率，由于第一片层的增加电磁波入射率的作用，使得较宽频段的电磁波入射到材料内，通过第一片层和第二片层相配合从而实现了吸波超材料在较宽的频段吸收电磁波。

附图说明

图1是构成超材料的基本单元的立体结构示意图；

图2是本发明实施例的吸波超材料的结构示意图；

图3是本发明实施例的吸波超材料的第一片层的第一实施例结构示意图；

图4是本发明实施例的吸波超材料的第一片层的第二实施例结构示意图；

图5是本发明实施例的吸波超材料的第一片层的第三实施例结构示意图；

图6是本发明实施例的吸波超材料的第二片层的第一子层的第一实施例结构示意图；

图7是本发明实施例的吸波超材料的第二片层的第二子层的第一实施例结构示意图；

图8是本发明实施例的吸波超材料的第二片层的第一子层的第二实施例结构示意图；

图9是本发明实施例的吸波超材料的第二片层的第二子层的第二实施例结构示意图；

图10是本发明实施例的吸波超材料的第二片层的第一子层的第三实施例结构示意图；

图11是本发明实施例的吸波超材料的第二片层的第二子层的第三实施例结构示意图；

图12是本发明实施例的吸波超材料的第二片层的第一子层的第四实施例结构示意图；