[发明专利]一种红外透过的微波宽带超材料吸波器

说明书

一种红外透过的微波宽带超材料吸波器，包括了多个周期性排列的结构单元，所述结构单元包括上层金属谐振层、第一层介质基板、中层金属谐振层、第二层介质基板和下层金属网栅层；所述上层金属谐振层镀在所述第一层介质基板的上表面，所述中层金属谐振层镀在所述第一层介质基板的下表面，所述下层金属网栅层镀在所述第二层介质基板的下表面；所述第一层介质基板与第二层介质基板连接。本发明可在5—20GHz常用微波雷达波段实现对入射电磁波的吸收屏蔽作用，吸收率达到了80％以上，且红外波段电磁波可透过，在电磁屏蔽光学窗上具有很高的应用前景。

技术领域

本发明涉及雷达隐身和新型人工电磁材料技术领域，具体是一种红外透过的微波宽带超材料吸波器。

背景技术

传统的超材料吸波器对入射电磁波吸收强度低，且吸收带宽窄，在实际应用无法满足需要。

在现代雷达和混合无线通讯系统中，电磁屏蔽光学窗也常常引入超材料吸波器设计来满足多光谱应用的需要：即在吸收低频入射电磁波的同时，实现整体结构对红外至可见光波段的高透射目标。然而，大多数超材料吸波器都采用金属平板作为底层反射结构，导致所有频段的入射电磁波都无法透过，极大限制了其在电磁屏蔽光学窗的应用。

发明内容

发明目的：为了解决现有技术存在的问题，增强吸波器的吸收带宽，实现红外透过性能，本发明提供一种红外透过的微波宽带超材料吸波器。

本发明的技术解决方案如下：

一种红外透过的微波宽带超材料吸波器，其特征在于，包括了多个周期性排列的结构单元，所述结构单元包括上层金属谐振层、第一层介质基板、中层金属谐振层、第二层介质基板和下层金属网栅层；

所述上层金属谐振层镀在所述第一层介质基板的上表面，所述中层金属谐振层镀在所述第一层介质基板的下表面，所述下层金属网栅层镀在所述第二层介质基板的下表面；

所述第一层介质基板与第二层介质基板连接；

所述第一层介质基板和第二层介质基板的表面均为正方形，所述上层金属谐振层和中层金属谐振层均由金属开口圆环组成，且圆环与正方形同心；

所述下层金属网栅层由多个周期性金属网栅组成，且全覆盖所述第二层介质基板的下表面。

所述上层金属谐振层、中层金属谐振层与下层金属网栅层材质均为氮化钽金属薄膜、铜、铝、金等金属或类金属导电材料。

所述上层金属谐振层、中层金属谐振层与下层金属网栅层通过光刻或PCB刻蚀法镀在介质基板表面。

所述第一层介质基板与第二层介质基板的材质均为FR4介质板、红外玻璃、硫化锌、石英玻璃、改性环氧树脂中的一种或者几种。

所述第一层介质基板与第二层介质基板之间使用透明胶粘剂热压成型。

所述金属开口圆环为1个开口圆环或多个同心开口圆环，且各同心开口圆环的开口位置交错。

所述的金属网栅的周期远远大于红外波长，且远远小于所响应微波波长。

相比现有技术本发明的有益效果：

1)结构简单，加工工艺成熟，加工方便；

2)本发明中的单层镀金属或类金属导电材料薄膜工序相对简单，可通过光刻或PCB刻蚀镀于介质基板表面；

3)本发明在5—20GHz波段实现了宽波段高效吸收，吸收率达到了80％以上；与传统的吸波器相比；

4)本发明底层反射层并未采用金属板，而且采用周期远远小于红外波长的金属网栅，使得红外波几乎不受影响可透过。

5)本发明可通过对结构单元各项参数进行合理设计，可实现在不同电磁波段的宽波段强吸收屏蔽作用。