[发明专利]一种新型超宽带吸波器

说明书

本发明涉及一种新型超宽带吸波器，解决的是性能差的技术问题，通过采用所述新型超宽带吸波器包括周期性结构的吸波单元；吸波单元的底层是超过入射电磁波波长的趋肤深度的连续金属薄膜的技术方案，较好的解决了该问题，可用于吸波系统应用中。

技术领域

本发明涉及吸波器领域，具体涉及一种新型超宽带吸波器。

背景技术

当前,吸波材料不仅活跃在电磁隐身等领域，同时也在安全通信、电磁防护等民用领域的需求也日益迫切。理想的吸波材料必须具有吸波强，吸波频带宽，厚度薄等特点，但现有的吸波材料无法同时满足“强，宽，轻，薄”的要求。例如在等离子体光收集，等离子体传感器，热发射体，光谱过滤器和红外隐形等方面都有着非常重要的意义。此吸波器的超高吸波频率范围涵盖了太阳光和红外波长范围，在太阳能吸收器和红外隐身器等方面的应用都有广阔的前景。

本发明提供了一种结构紧凑，完美对称，易于实现、性能好的新型超宽带吸波器。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有技术中存在的性能差的技术问题。提供一种新的新型超宽带吸波器，该新型超宽带吸波器具有简单，结构紧凑，完美对称，易于实现、吸波效率高的特点。

为解决上述技术问题，采用的技术方案如下：

一种新型超宽带吸波器，所述新型超宽带吸波器包括周期性结构的吸波单元；吸波单元的底层是超过入射电磁波波长的趋肤深度的连续金属薄膜。

本发明的工作原理：本发明的超材料吸波器的吸收率定义为A＝1-R-T,R表示反射率，T表示透射率。其中R＝|S₁₁|²,T＝|S₂₁|²,S为散射参数,S₁₁为输入反射系数,S₂₁为输入透射系数。

可以通过调控S₁₁和S₂₁的大小来提高吸收率。根据吸收率公式A＝1-R-T＝1-|S₁₁|²-|S₂₁|²，当反射率和透射率同时极小时，吸波材料的吸收率达到最大。

若在频率范围内S₁₁和S₂₁同时近似为零时，吸收率A近似为1，此时就实现了吸波材料和自由空间的完美匹配，即吸波材料实现近完美吸收。

当使用厚度超过入射电磁波波长的趋肤深度的连续金属薄膜作为底层时，透射率为0，即：T＝|S₂₁|²＝0时，此时吸收率：A＝1-R-T＝1-|S₁₁|²-|S₂₁|²＝1-|S₁₁|²。

上述方案中，为优化，进一步地，所述吸波单元的竖截面包括铁金属制成的两个对称的直角三角形，两个直角三角形之间设置有铁质矩型，两个直角三角形下方依次间隔设有5个二氧化硅条；所述两个直角三角形下方与铁质矩型间设有倒置等腰三角形凹槽。

进一步地，所述直角三角形的底边d2＝80nm，高度y1＝480nm；铁质矩型的宽度d4＝40nm，高度y2＝150nm；5个二氧化硅条的厚度依次为h2＝40nm，h4＝30nm，h6＝20nm，h8＝5nm,h10＝435nm；二氧化硅条的间隔距离依次为h3＝30nm，h5＝40nm，h7＝25nm,h9＝70nm；倒置等腰三角形凹槽的底边d3＝50nm，高度y3＝250nm。

进一步地，所述新型超宽带吸波器的工作波长为400-2000nm。

根据阻抗匹配理论，吸波材料阻抗要与自由空间阻抗相匹配，这样使入射的电磁波能够最大限度地进入材料内部，并且损耗掉，从而可以最大程度地吸收入射电磁波。