[发明专利]一种简单双层结构的超宽带透明吸波器

说明书

本发明公开了一种简单双层结构的超宽带透明吸波器，该结构由地板+空气层+玻璃基板+空气层+玻璃基板构成，每层玻璃基板的上表面均附有透明氧化铟锡薄膜构成的相同周期结构，地板也采用覆盖透明ITO膜的玻璃板。该吸波器结构简单对称，易于加工，由于引入了空气层，吸波器不仅重量降低，而且相对带宽可达149％。对TE、TM垂直入射极化波，吸波器在3‑20.5GHz频段的吸波率大于90％；对TE、TM倾斜入射极化波，入射角度小于45°范围内，吸波器展现了吸波率大于80％的良好吸波性能。

技术领域

本发明属于宽带电磁吸波器技术领域，具体涉及一种在超宽带内工作的透明吸波器。

背景技术

电磁吸波器通过输入阻抗与空气进行匹配，使平面波在吸波器表面不会产生反射，并且通过材料的欧姆损耗等损耗机制将入射电磁波转换为其他形式的能量，从而达到吸波的效果，可以被应用于军事武器系统、微波暗室、科学或医疗仪器和高层建设中。而目前绝大多数的电磁吸波器结构都是光学不透明的，这一定程度上限制了吸波器的应用，所以在此基础上提出了透明吸波器，提升无线通信的安全性同时又保证了建筑的采光率，可被用于安全建筑的窗户或屋顶等，以及电磁隐身、电磁兼容等领域。

公开号为CN107809006A的专利公开了一种基于透明导电薄膜的透明超宽带微波吸波器，该微波吸波器包括透明基板和镀在其两侧的透明导电薄膜，微波入射面对应薄膜上蚀刻有周期分布的吸波结构，周期结构的一个单元结构由两个重叠的正方形和矩形开口环组成，该吸波结构的阻抗与电磁波在自由空间的阻抗实现阻抗匹配。该发明在15.6-39GHz实现了宽带(相对带宽约为86％)吸波，极化角度不敏感，在入射角度小于30°时有较好的吸波性能。

公开号为CN208128766U的专利公开了一种基于电加热技术的超宽带透明吸波器，该吸波器包括上层透明玻璃、介质层、下层透明玻璃、透明电阻膜、导电铜箔和透明导电膜，透明电阻膜为一种周期性结构，它的单元由正方形电阻薄膜结合4个折叠矩形电阻薄膜组成，透明导电膜上表面两侧各粘贴一个条状的导电铜箔，且导电铜箔通过外部导线连接。该结构在5-20GHz频段内(相对带宽约为120％)对电磁波的吸收率超过90％。

上述两种方案都提供了在较宽带宽内的良好吸波性能，但是在低频及拓宽带宽部分没有提出一种简单且便于加工的吸波器结构。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在超宽带内工作的简单双层结构的超宽带透明吸波器，吸波性能良好，结构轻便简单，单元尺寸小，易于加工，对入射波角度和极化方式不敏感等特点。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种简单双层结构的超宽带透明吸波器，由两层蚀刻相同周期单元的玻璃基板以及附着完整的ITO薄膜的透明玻璃板叠加而成，使电磁波在入射后能在结构中多次反射。

在其中一个实施例中，结构单元由上而下分为三部分，第一部分为上层ITO膜周期结构单元及相应玻璃基板，第二部分为形状相同的下层周期结构单元及对应玻璃基板，第三部分为覆有导电薄膜的玻璃板，三部分由两层空气层隔开。

在其中一个实施例中，ITO薄膜上蚀刻周期性的方环结构。

在其中一个实施例中，上、下层的导电薄膜单元结构相同，皆为宽度为3mm的方环，周期单元尺寸为8mm。

在其中一个实施例中，上、下层的介质基板选用相对介电系数为3.5的石英玻璃。

在其中一个实施例中，上层导电薄膜方阻为380Ω/sq，下层导电薄膜方阻为150Ω/sq，地板导电薄膜方阻为20Ω/sq。

在其中一个实施例中，上、下层及地板之间存在以塑料垫片间隔处的不同厚度的空气层。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

(1)本发明采用双层结构，有两层空气介质层，其两侧为覆有导电薄膜的高透明度的石英玻璃基板，而空气层利用塑料垫片隔开，整体结构轻便且便于加工；