[发明专利]一种三维结构的多频超材料吸波体

说明书

本发明涉及一种三维结构的多频超材料吸波体。该吸波体包括：介质层、金属薄膜层以及立体金属图案层；所述介质层设于所述金属薄膜层之上，且所述介质层与所述金属薄膜层相贴合；所述立体金属图案层嵌入到所述介质层内部；所述立体金属图案层包括多个扇形柱体以及同心圆环柱体；以所述同心圆环柱体的圆点为圆心，多个所述扇形柱体均匀分布在所述同心圆环柱体的外表面，形成圆柱体。采用本发明所提供的吸波体能够在大角度入射波下也能够有很高的吸收率。

技术领域

本发明涉及超材料领域，特别是涉及一种三维结构的多频超材料吸波体。

背景技术

超材料作为一种人工设计结构的复合材料，由于其独特的物理性质，如负折射、完美透镜、隐形斗篷等，引起了科学界的高度重视。超材料吸波体作为超材料的一个重要应用领域，具有设计灵活、响应可调、厚度薄等优点。此外，超材料吸波体可以通过精心设计的结构实现超宽带和极窄带宽，广泛应用于隐身材料、频率选择表面、太赫兹成像、生物与医学、智能通信、光电探测等领域。近年来，研究人员在多频段超材料吸波体方向进行了大量研究，由于入射角度的增加会降低电场强度的水平分量，入射电场产生的等效循环电流逐渐减弱，因此，目前多频段超材料吸波体存在的主要问题是在大角度入射波下的吸收率很低，大大限制了该类器件的实际应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种三维结构的多频超材料吸波体，以解决现有的多频段超材料吸波体在大角度入射波下的吸收率很低的问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种三维结构的多频超材料吸波体，包括：介质层、金属薄膜层以及立体金属图案层；

所述介质层设于所述金属薄膜层之上，且所述介质层与所述金属薄膜层相贴合；所述立体金属图案层嵌入到所述介质层内部；

所述立体金属图案层包括多个扇形柱体以及同心圆环柱体；以所述同心圆环柱体的圆点为圆心，多个所述扇形柱体均匀分布在所述同心圆环柱体的外表面，形成圆柱体。

可选的，所述圆柱体的材质为电导率为5.88×10⁵S/m的导电银浆。

可选的，所述扇形柱体为空心的扇形柱体，具体包括12个空心的扇形柱体；

12个空心的所述扇形柱体等间隔设于所述同心圆环柱体的外表面。

可选的，相邻的两个所述扇形柱体之间的角度为旋转角；一个所述扇形柱体的扇形角度大于所述旋转角。

可选的，所述扇形柱体的环宽与所述同心圆环柱体的环宽相等。

可选的，所述介质层的材质为相对介电常数为2.9，损耗正切为0.02的光敏树脂材料。

可选的，所述金属薄膜层的材质为铜金属。

可选的，所述金属薄膜层的长度与所述介质层的长度相等，所述金属薄膜层的宽度与所述介质层的宽度相等。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：本发明提供了一种三维结构的多频超材料吸波体，对于垂直入射的电磁波，3个工作频点处的吸收率均达到99％以上，该3个工作频点具体为23.5GHz,31.5GHz,和38.1GHz；同时，该多频超材料吸波体具有高度对称性，具有极化不敏感特性，且本发明所公开的三维结构的多频超材料吸波体为立体结构，从而能够有效增大等效循环电流，通过优化结构，调控单元的电谐振和磁谐振，实现了良好的入射波阻抗匹配，因此，在大角度入射波下也有很高的吸收率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。