[发明专利]一种阻抗匹配元件

权利要求书

1.一种阻抗匹配元件，用于超材料功能层，其特征在于：所述阻抗匹配元件包括第一至第M层均匀阻抗匹配层以及第一至第N层渐变阻抗匹配层；所述第一至第M层均匀阻抗匹配层包括相对的两片基材以及与所述两片基材构成密封腔且对电磁波无响应的填充物，所述第一至第N层渐变阻抗匹配层包括相对的两片基材以及由周期附着于所述两片基材之间的多个人造金属微结构构成的金属层；所述第一均匀阻抗匹配层折射率等于空气折射率，所述第M层均匀阻抗匹配层折射率等于所述超材料功能层折射率最小值。

2.如权利要求1所述的阻抗匹配元件，其特征在于：所述超材料功能层以中心点为圆心，半径r处的折射率为n(r)，所述第一至第N层渐变阻抗匹配层以各自的中心点为圆心，半径r处的折射率为：

n(r)_j＝n_min+(j/(N+1))*(n(r)-n_min)

其中，j代表第一至第N渐变阻抗匹配层的序号数值，第N渐变阻抗匹配层紧贴超材料功能层，n_min为超材料功能层所具有的最小折射率值。

3.如权利要求1所述的阻抗匹配元件，其特征在于：所述第一至第M层均匀阻抗匹配层的厚度变化规律为等比变化，所述第一层均匀阻抗匹配层的厚度最大，所述第M层均匀阻抗匹配层的厚度最小。

4.如权利要求1所述的阻抗匹配元件，其特征在于：所述第一至第M层均匀阻抗匹配层的厚度变化规律为等差变化，所述第一层均匀阻抗匹配层的厚度最大，所述第M层均匀阻抗匹配层的厚度最小。

5.如权利要求3或4所述的阻抗匹配元件，其特征在于：所述第一至第M层均匀阻抗匹配层、所述第一至第N层渐变阻抗匹配层以及所述超材料功能层的厚度满足规律：

n₀*d₁+n₁*d₂+······+n_(m-1)d_(m-1)+n_min*d_m+

n(r)₁*D+n(r)₂*D+······n(r)_N*D+n(r)*A*D＝K/2λ

其中，n₀为空气折射率值，d₁至d_m为第一至第M均匀阻抗匹配层各层厚度，n₁至n_(m-1)为第二至第(M-1)均匀阻抗匹配层的等效折射率值，n_min为超材料功能层的最小折射率值，D为第一至第N渐变阻抗匹配层以及超材料功能层中每层所具有的相同厚度，n(r)₁至n(r)_N为第一至第N渐变阻抗匹配层的折射率分布值，A为超材料功能层的层数，K为正整数，λ为入射电磁波波长。

6.如权利要求1所述的阻抗匹配元件，其特征在于：所述填充物为泡沫。

7.如权利要求1所述的阻抗匹配元件，其特征在于：所述第一至第M层均匀阻抗匹配层的基材为高分子材料、陶瓷材料、铁电材料、铁氧材料或者铁磁材料。

8.如权利要求1所述的阻抗匹配元件，其特征在于：所述第一至第N层渐变阻抗匹配层的基材为高分子材料、陶瓷材料、铁电材料、铁氧材料或者铁磁材料。

9.如权利要求1所述的阻抗匹配元件，其特征在于：所述第一至第M层均匀阻抗匹配层的总厚度为所响应电磁波波长的十分之一至五分之一。

10.如权利要求1所述的阻抗匹配元件，其特征在于：所述人造金属微结构的材质为铜或者银。