專利名稱：一種吸波超材料及吸波裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及超材料領(lǐng)域，特別是涉及一種吸波超材料及吸波裝置。
背景技術(shù)：
隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電磁波輻射對環(huán)境的影響日益增大。例如飛機航班因電磁波干擾無法起飛而誤點，移動電話干擾各種電子診療儀器的正常工作。因此，治理電磁污染，尋找一種能抵擋并削弱電磁波輻射的材料，已成為材 料科學(xué)的一大課題。另外，吸波材料在其它方面也有廣泛應(yīng)用，比如隱形機，隱形衣等。其中一種現(xiàn)有技術(shù)的吸波超材料，通過改變材料的介電常數(shù)和磁導(dǎo)率來提升吸收效率，對特定頻率的電磁波相對于普通吸波材料來說，吸收效果已經(jīng)有了較大的進步，但是這種吸波超材料僅在很窄的頻段內(nèi)具有較好的吸波效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題是提供一種吸波超材料及吸波裝置，能夠解決現(xiàn)有技術(shù)的吸波超材料吸波帶寬較短的問題。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的一個技術(shù)方案是提供一種吸波超材料，該吸波超材料包括第一片層，第一片層包括第一基材及在第一基材上周期排布的用于增加電磁波入射率的多個第一微結(jié)構(gòu)，并且多個第一微結(jié)構(gòu)中包括結(jié)構(gòu)相同但在片層平面上不同朝向的第一微結(jié)構(gòu)；第二片層，第二片層包括第二基材及在第二基材上周期排布的用于降低電磁波透射率的第二微結(jié)構(gòu)；其中，第一片層和第二片層層疊設(shè)置。其中，吸波超材料包括設(shè)置于第二片層在遠(yuǎn)離第一片層一側(cè)的第三片層，第三片層包括在用于模擬實際環(huán)境的第三基材平板。其中，第一微結(jié)構(gòu)是線型子單元結(jié)構(gòu)，每四個線型子單元結(jié)構(gòu)為一組，每組的線型子單元結(jié)構(gòu)分為兩行兩列，對齊排列，其中每組人工電磁材料單元結(jié)構(gòu)中的對角兩個線型子單元結(jié)構(gòu)朝向相同，而每組線型子單元結(jié)構(gòu)中的相鄰線型子單元結(jié)構(gòu)間朝向相差九十度；第二片層包括層疊設(shè)置的第一子層和第二子層，第一子層的第二微結(jié)構(gòu)和第二子層的第三人造微結(jié)構(gòu)一一對應(yīng)設(shè)置，并且相互為互補的圖案。其中，第一片層中的線型子單元結(jié)構(gòu)包括多條長短不同的直線型金屬分支，并且多條長短不同的直線型金屬分支一起組成在片層平面內(nèi)的漏斗圖案。其中，多條直線型金屬分支平行等間距排列。其中，每個漏斗圖案內(nèi)的直線型金屬分支為奇數(shù)條，漏斗圖案兩端的直線型金屬分支軸對稱設(shè)置。
其中，相互為互補圖案的第二微結(jié)構(gòu)包括內(nèi)外環(huán)設(shè)置的帶缺口的環(huán)型金屬分支和完整的環(huán)型金屬分支。其中，第二片層的完整的環(huán)型金屬分支和帶缺口的環(huán)型金屬分支數(shù)量均為兩個。其中，帶缺口的環(huán)型金屬分支上設(shè)置有四個缺口，四個缺口等間距地分布在帶缺口的環(huán)型金屬分支上。其中，第一基材、第二基材與第三基材材質(zhì)相同，均為FR-4材料、F4B材料、聚苯乙烯PS材料、鐵電材料、鐵氧材料或者鐵磁材料。其中,第一微結(jié)構(gòu)和第二微結(jié)構(gòu)均為人造金屬微結(jié)構(gòu)。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的另一種技術(shù)方案是提供一種吸波裝置，該吸波裝置包括上述任意一項的吸波超材料。 本發(fā)明的有益效果是區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)的情況，本發(fā)明的吸波超材料的第一片層增加電磁波入射率，第二片層降低透射率，由于第一片層的增加電磁波入射率的作用，使得較寬頻段的電磁波入射到材料內(nèi)，通過第一片層和第二片層相配合從而實現(xiàn)了吸波超材料在較寬的頻段吸收電磁波。


圖I是構(gòu)成超材料的基本單元的立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明實施例的吸波超材料的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明實施例的吸波超材料的第一片層的第一實施例結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明實施例的吸波超材料的第一片層的第二實施例結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本發(fā)明實施例的吸波超材料的第一片層的第三實施例結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是本發(fā)明實施例的吸波超材料的第二片層的第一子層的第一實施例結(jié)構(gòu)示意圖；圖7是本發(fā)明實施例的吸波超材料的第二片層的第二子層的第一實施例結(jié)構(gòu)示意圖；圖8是本發(fā)明實施例的吸波超材料的第二片層的第一子層的第二實施例結(jié)構(gòu)示意圖；圖9是本發(fā)明實施例的吸波超材料的第二片層的第二子層的第二實施例結(jié)構(gòu)示意圖；圖10是本發(fā)明實施例的吸波超材料的第二片層的第一子層的第三實施例結(jié)構(gòu)示意圖；圖11是本發(fā)明實施例的吸波超材料的第二片層的第二子層的第三實施例結(jié)構(gòu)示意圖；圖12是本發(fā)明實施例的吸波超材料的第二片層的第一子層的第四實施例結(jié)構(gòu)示意圖；圖13是本發(fā)明實施例的吸波超材料的第二片層的第二子層的第四實施例結(jié)構(gòu)示意圖；圖14是本發(fā)明實施例的吸波超材料的第三片層的結(jié)構(gòu)示意圖；圖15是本發(fā)明實施例的吸波超材料仿真測試結(jié)果示意圖。
具體實施例方式光，作為電磁波的一種，其在穿過玻璃的時候，因為光線的波長遠(yuǎn)大于原子的尺寸，因此我們可以用玻璃的整體參數(shù)，例如折射率，而不是組成玻璃的原子的細(xì)節(jié)參數(shù)來描述玻璃對光線的響應(yīng)。相應(yīng)的，在研究材料對其他電磁波響應(yīng)的時候，材料中任何尺度遠(yuǎn)小于電磁波波長的結(jié)構(gòu)對電磁波的響應(yīng)也可以用材料的整體參數(shù)表示，例如用介電常數(shù)ε和磁導(dǎo)率μ來描述。通過設(shè)計材料每點的結(jié)構(gòu)使得材料各點的介電常數(shù)和磁導(dǎo)率都相同或者不同從而使得材料整體的介電常數(shù)和磁導(dǎo)率呈一定規(guī)律排布，規(guī)律排布的磁導(dǎo)率和介電常數(shù)即可使得材料對電磁波具有宏觀上的響應(yīng)，例如匯聚電磁波、發(fā)散電磁波、吸收電磁波等。該類具有規(guī)律排布的磁導(dǎo)率和介電常數(shù)的材料我們稱之為超材料。如圖I所示，圖I為構(gòu)成超材料的基本單元的立體結(jié)構(gòu)示意圖。超材料的基本單元包括人造微結(jié)構(gòu)2以及該人造微結(jié)構(gòu)附著的基材I。本發(fā)明中，人造微結(jié)構(gòu)2為人造金屬微結(jié)構(gòu)，人造金屬微結(jié)構(gòu)具有能對入射電磁波電場和/或磁場產(chǎn)生響應(yīng)的平面或立體拓?fù)?結(jié)構(gòu)，改變每個超材料基本單元上的人造金屬微結(jié)構(gòu)的圖案和/或尺寸即可改變每個超材料基本單元對入射電磁波的響應(yīng)。本發(fā)明一實施例中，人造微結(jié)構(gòu)2上還覆蓋有覆蓋層3，覆蓋層3、人造微結(jié)構(gòu)2以及基材I構(gòu)成本發(fā)明超材料的基本單元。多個超材料基本單元按一定規(guī)律排列即可使得超材料對電磁波具有宏觀的響應(yīng)。由于超材料整體需對入射電磁波有宏觀電磁響應(yīng)因此各個超材料基本單元對入射電磁波的響應(yīng)需形成連續(xù)響應(yīng)，這要求每一超材料基本單兀的尺寸小于入射電磁波波長的五分之一，優(yōu)選為入射電磁波波長的十分之一。本段描述中，我們?nèi)藶榈膶⒊牧险w劃分為多個超材料基本單元，但應(yīng)知此種劃分方法僅為描述方便，不應(yīng)看成超材料由多個超材料基本單元拼接或組裝而成，實際應(yīng)用中超材料是將人造金屬微結(jié)構(gòu)周期排布于基材上即可構(gòu)成，工藝簡單且成本低廉。周期排布即指上述我們?nèi)藶閯澐值母鱾€超材料基本單元上的人造金屬微結(jié)構(gòu)能對入射電磁波產(chǎn)生連續(xù)的電磁響應(yīng)。當(dāng)僅僅在基材上周期排布單一人造金屬微結(jié)構(gòu)以達到吸收電磁波的效果時，由于單一人造金屬微結(jié)構(gòu)的局限性，其通常僅能在一個頻點或者較窄的頻段上實現(xiàn)吸收電磁波的性能。然而在實際應(yīng)用時，通常需要在較寬的頻段依然能達到吸收電磁波的效果。請參閱圖2，圖2是本發(fā)明實施例的吸波超材料的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示，吸波超材料包括第一片層101、第二片層102和第三片層103，第二片層包括第一子層1021和第二子層1022，第一片層101、第二片層102和第三片層103層疊設(shè)置。第一片層101、第二片層102和第三片層103分別具有不同的功能，三者相互配合，下面結(jié)合附圖詳細(xì)說明每個片層的結(jié)構(gòu)、功能和原理。請參閱圖3，圖3是本發(fā)明實施例的吸波超材料中，周期排布于第一片層上的第一人造金屬微結(jié)構(gòu)的第一實施例結(jié)構(gòu)示意圖。如圖3所示，陰影部分為第一人造金屬微結(jié)構(gòu)301,空白部分為第一基材302,第一片層包括第一基材302以及周期排布于第一基材302上的多個結(jié)構(gòu)相同、尺寸相同的第一人造金屬微結(jié)構(gòu)301。第一人造金屬微結(jié)構(gòu)301包含四個相同的線型子單元結(jié)構(gòu)，四個線型子單元結(jié)構(gòu)分別分成兩行兩列，每行每列均是兩個，對齊排列共同構(gòu)成第一人造金屬微結(jié)構(gòu)301。對角的兩個線型子單元結(jié)構(gòu)的朝向相同，而相鄰的線型子單元結(jié)構(gòu)間朝向相差九十度。第一人造金屬微結(jié)構(gòu)301整體呈各向同性，各向同性的第一人造金屬微結(jié)構(gòu)301對入射到其表面的各個方向的電磁波均具有相同的電磁響應(yīng)，能防止電磁干擾、簡化設(shè)計。各向同性是指繞第一人造金屬微結(jié)構(gòu)301的中心點，將第一人造金屬微結(jié)構(gòu)301在其所在平面任意方向旋轉(zhuǎn)90°后得到的新的人造金屬微結(jié)構(gòu)都與原人造金屬微結(jié)構(gòu)重合。子單元結(jié)構(gòu)包括多條長短不同的直線型金屬分支，并且多條長短不同的直線型金屬分支一起組成在片層平面內(nèi)的漏斗圖案。每個漏斗圖案內(nèi)的直線型金屬分支材料為奇數(shù)條，具體為十一條，漏斗圖案兩端的直線型金屬分支軸對稱設(shè)置，且多條直線型金屬分支平行等間距排列。第一片層的主要作用是提高磁導(dǎo)率，增強本發(fā)明吸波超材料與自由空間的阻抗匹配特性，減少從自由空間入射到吸波超材料表面被反射回去的電磁波，增加電磁波入射率。當(dāng)電磁波入射到材料上時，第一片層能最大限度地使電磁波進入材料內(nèi)部。該功能的實現(xiàn)原理是第一片層的每個線型子單元結(jié)構(gòu)中有多條長短不同的直線型金屬分支，這些直線型金屬分支切割磁場，加強微結(jié)構(gòu)的磁效應(yīng)，提高磁導(dǎo)率。而每個微結(jié)構(gòu)為了保證各向同性的效果選擇了四個線型子單元結(jié)構(gòu)以上述方式排列。 在其他實施例中，每個微結(jié)構(gòu)中的線型子單元結(jié)構(gòu)數(shù)量和排列方式均可以改變，以其他方式實現(xiàn)各向同性，或作為單方向使用的材料不做各向同性的排列。每個線型子單元結(jié)構(gòu)的直線型金屬分支的數(shù)量和長度都可以根據(jù)需要提高的磁導(dǎo)率的不同而改變。下面介紹另外二種在直線型金屬分支的長度和數(shù)量改變的第一片層類型。請參閱圖4，圖4是本發(fā)明實施例的吸波超材料的第一片層的第二實施例結(jié)構(gòu)示意圖。如圖4所示，陰影部分為第一人造金屬微結(jié)構(gòu)401，空白部分為第一基材402，每個線型子單元結(jié)構(gòu)中的直線型金屬分支為五條，相比于第一類型的數(shù)量減少了，在可以滿足需求的情況下降低了材耗。請參閱圖5，圖5是本發(fā)明實施例的吸波超材料的第一片層的第三實施例結(jié)構(gòu)示意圖。如圖5所示，陰影部分為第一人造金屬微結(jié)構(gòu)501，空白部分為第一基材502，每個線型子單元結(jié)構(gòu)中的直線型金屬分支的長度相對于第一類型的更長，使用了更多的材料但在提高磁導(dǎo)率的效果上也更好。請參閱圖6，圖6是本發(fā)明實施例的吸波超材料中，周期排布于第二片層的第一子層上的第二人造金屬微結(jié)構(gòu)的第一實施例結(jié)構(gòu)示意圖。如圖6所示，陰影部分為第二片層的第一子層上的第二人造金屬微結(jié)構(gòu)601,空白部分為第二基材602,第一子層包括第二基材602以及周期排布于第二基材602上多個結(jié)構(gòu)相同、尺寸相同的第二人造金屬微結(jié)構(gòu)601。第一子層的第二人造金屬微結(jié)構(gòu)601包括完整的環(huán)型金屬分支和帶缺口的環(huán)型金屬分支，數(shù)量均為兩個，帶缺口的環(huán)型金屬分支上設(shè)置有四個缺口，四個缺口等間距地分布在帶缺口的環(huán)型金屬分支上，兩個完整的環(huán)型金屬分支均在帶缺口的環(huán)型金屬分支內(nèi)。第二片層的第一子層的主要作用是提高介電常數(shù)，該功能的實現(xiàn)原理是通過帶缺口的環(huán)型金屬分支上的缺口產(chǎn)生電容，完整的環(huán)型金屬分支產(chǎn)生電感，兩者共同作用加大了微結(jié)構(gòu)的電效應(yīng)，提高介電常數(shù)。請參閱圖7，圖7是本發(fā)明實施例的吸波超材料中，周期排布于第二片層的第二子層上的第三人造微結(jié)構(gòu)的第一實施例結(jié)構(gòu)示意圖。如圖7所示，陰影部分為第二基材702，空白部分為鏤空部即第三人造微結(jié)構(gòu)701，第二基材702為金屬基材，在金屬基材上鏤空形成有周期排布的多個結(jié)構(gòu)相同、尺寸相同的第三人造微結(jié)構(gòu)701。第三人造微結(jié)構(gòu)701的形狀和尺寸與第二人造金屬微結(jié)構(gòu)601的形狀和尺寸相同。第一人造金屬微結(jié)構(gòu)與第二人造金屬微結(jié)構(gòu)均周期排布于基材上，基材材質(zhì)為不同于第一人造金屬微結(jié)構(gòu)和第二人造金屬微結(jié)構(gòu)的材質(zhì)。第一基材和第二基材優(yōu)選為FR-4材料、F4B材料、PS材料、鐵電材料、鐵氧材料、陶瓷材料等。更優(yōu)選地，第一基材和第二基材選取各類對電磁波具有良好吸收效果的材質(zhì)以進一步加強本發(fā)明吸波超材料的吸收電磁波效果。第二子層不同于第一子層以及第一片層的地方在于，第二子層的基材為金屬材質(zhì)，在金屬材質(zhì)的第二子層基材上鏤空部分形成第三人造微結(jié)構(gòu)。如圖7所示，第二子層的第三人造微結(jié)構(gòu)701和第一子層的第二人造金屬微結(jié)構(gòu)601 —一對應(yīng)設(shè)置，并且為互補的圖案。第二片層的第二子層與第二片層的第一子層為互補結(jié)構(gòu)的作用是降低透射率。這樣通過第一子層和第二子層的配合作用，實現(xiàn)了將通過第一片層最大限度進入材料的電磁波最大可能的衰減掉。 完整的環(huán)型金屬分支和帶缺口的環(huán)型金屬分支的排列順序?qū)δ艿膶崿F(xiàn)沒有影響，在其他實施例中，順序可以任意排列，第二人造金屬微結(jié)構(gòu)的金屬分支的形狀不一定必須是環(huán)型的，選擇環(huán)型的目的是為了保證第二片層的各向同性，第二人造金屬微結(jié)構(gòu)的金屬分支的形狀可以選擇其他的能保證各向同性的形狀也可以僅為單向使用而選擇其他任意形狀。缺口的數(shù)量和位置也可以根據(jù)形狀的不同而做出相應(yīng)的調(diào)整。請一并參閱圖8和圖9，圖8是本發(fā)明實施例的吸波超材料的第二片層的第一子層的第二實施例結(jié)構(gòu)示意圖，圖9是本發(fā)明實施例的吸波超材料的第二片層的第二子層的第二實施例結(jié)構(gòu)示意圖。如圖8所示，陰影部分為第二片層的第一子層上的第二人造金屬微結(jié)構(gòu)801，空白部分為第二基材802，如圖9所示陰影部分為第二基材902，空白部分為鏤空部即第三人造微結(jié)構(gòu)901，第二片層的第一子層和第二片層的第二子層中的完整的環(huán)型金屬分支和帶缺口的環(huán)型金屬分支均間隔設(shè)置，對第二片層的功能實現(xiàn)沒有影響，在其他實施例中，也可以將帶缺口的環(huán)型金屬分支都排列在完整的環(huán)型金屬分支內(nèi)。請一并參閱圖10和圖11，圖10是本發(fā)明實施例的吸波超材料的第二片層的第一子層的第三實施例結(jié)構(gòu)示意圖，圖11是本發(fā)明實施例的吸波超材料的第二片層的第二子層的第三實施例結(jié)構(gòu)示意圖。如圖10所示，陰影部分為第二片層的第一子層上的第二人造金屬微結(jié)構(gòu)1001，空白部分為第二基材1002，如圖11所示，陰影部分為第二基材1102，空白部分為鏤空部即第三人造微結(jié)構(gòu)1101，相比于第二片層的第一子層和第二片層的第二子層的第一類型結(jié)構(gòu)，第三類型的第二人造金屬微結(jié)構(gòu)中的金屬分支均為矩形，帶缺口的金屬分支的缺口設(shè)在矩形的四條邊上。請參閱圖12和圖13，圖12是本發(fā)明實施例的吸波超材料的第二片層的第一子層的第四實施例結(jié)構(gòu)示意圖，圖13是本發(fā)明實施例的吸波超材料的第二片層的第二子層的第四實施例結(jié)構(gòu)示意圖。如圖12所示，陰影部分為第二片層的第一子層上的第二人造金屬微結(jié)構(gòu)1201，空白部分為第二基材1202，如圖13所示，陰影部分為第二基材1302，空白部分為鏤空部即第三人造微結(jié)構(gòu)1301，相比于第二片層的第一子層和第二片層的第二子層的第一類型結(jié)構(gòu)，第四類型的第二人造金屬微結(jié)構(gòu)1201中的金屬分支為三角形，帶缺口的金屬分支的缺口設(shè)在三角形的三條邊上。上述的這些微結(jié)構(gòu)中，帶缺口的金屬分支和完整的金屬分支的排列順序是可以同時改變和組合的，總之無論何種形狀和排列順序的組合都是本領(lǐng)域的技術(shù)人員根據(jù)本領(lǐng)域的公知常識和本發(fā)明能夠輕易實現(xiàn)的，所以都應(yīng)包括在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。請參閱圖14，圖14是本發(fā)明實施例的吸波超材料的第三片層的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖14所示，第三片層為第三基材構(gòu)成的一個平板，根據(jù)需要的不同，平板可以改成其他任意形狀。第三片層的作用是模擬實際環(huán)境，一般情況下，吸波材料會敷在該類材料的器件中，用以降低電磁波對器件的影響，如果吸波材料不是敷在該類材料的器件中，亦可通過鍍上一層該類材料薄層構(gòu)成一整體，再敷在其他材料構(gòu)成的器件中。而加入第三片層，可以用以代替上述操作模擬該材料在實際環(huán)境中的真實效能。
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本發(fā)明的吸波超材料的第一片層、第二片層和第三片層依次疊放，電磁波從第一片層入射，在其他實施例中，各個片層的數(shù)量可以不同，根據(jù)不同的需要增加不同的片層的數(shù)量，例如要求能盡可能多的使電磁波進入吸波超材料內(nèi)部，則可以增加第一片層的數(shù)量，要求盡可能的降低透射通過吸波超材料的情況下，則增加第二片層的數(shù)量。第一片層、第二片層和第三片層組合之后，相互配合，相互影響，相比與單層的吸波材料，本發(fā)明的吸波超材料由于有第一片層提高磁導(dǎo)率，通過綜合各層的效應(yīng)從而達到了在較寬頻段吸波的效果。請參閱圖15，圖15是本發(fā)明實施例的吸波超材料仿真測試結(jié)果示意圖。如圖15所示,橫坐標(biāo)為入射電磁波的頻率,縱坐標(biāo)為S11參數(shù)dB值,實驗結(jié)果表明此超材料在
2.17GHZ-7. 89GHZ的S11參數(shù)dB值低于_4dB，該結(jié)果表明，本發(fā)明實施例和單片層吸波超材料相比，本發(fā)明實施例的多層基本單元層的超材料可以顯著提高吸波帶寬。為解決上述問題，本發(fā)明進一步提供了一種吸波裝置，該吸波裝置包括上述的吸波超材料。綜上所述，本發(fā)明的吸波超材料的第一片層通過提高磁導(dǎo)率增加電磁波進入材料內(nèi)部的比率，第二片層通過第一子層和第二子層之間的互補結(jié)構(gòu)提高介電常數(shù)降低透射率，第一片層和第二片層相配合從而實現(xiàn)了吸波超材料在較寬的頻段吸收電磁波。以上所述僅為本發(fā)明的實施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種吸波超材料，其特征在于，所述吸波超材料包括 第一片層，所述第一片層包括第一基材及在第一基材上周期排布的用于增加電磁波入射率的多個第一微結(jié)構(gòu)，并且所述多個第一微結(jié)構(gòu)中包括結(jié)構(gòu)相同但在片層平面上不同朝向的第一微結(jié)構(gòu)； 第二片層，所述第二片層包括第二基材及在第二基材上周期排布的用于降低電磁波透射率的第二微結(jié)構(gòu)； 其中，所述第一片層和第二片層層疊設(shè)置。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的吸波超材料，其特征在于所述吸波超材料包括設(shè)置于第二片層在遠(yuǎn)離第一片層一側(cè)的第三片層，所述第三片層包括在用于模擬實際環(huán)境的第三基材平板。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的吸波超材料，其特征在于 所述第一微結(jié)構(gòu)是線型子單元結(jié)構(gòu)，每四個所述線型子單元結(jié)構(gòu)為一組，每組的線型子單元結(jié)構(gòu)分為兩行兩列，對齊排列，其中每組線型子單元結(jié)構(gòu)中的對角兩個線型子單元結(jié)構(gòu)朝向相同，而每組線型子單元結(jié)構(gòu)中的相鄰線型子單元結(jié)構(gòu)間朝向相差九十度； 所述第二片層包括層疊設(shè)置的第一子層和第二子層，所述第一子層的第二微結(jié)構(gòu)和第二子層的第三人造微結(jié)構(gòu)一一對應(yīng)設(shè)置，并且相互為互補的圖案。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的吸波超材料，其特征在于所述第一片層中的線型子單元結(jié)構(gòu)包括多條長短不同的直線型金屬分支，并且所述多條長短不同的直線型金屬分支一起組成在片層平面內(nèi)的漏斗圖案。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的吸波超材料，其特征在于所述多條直線型金屬分支平行等間距排列。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的吸波超材料，其特征在于每個漏斗圖案內(nèi)的所述直線型金屬分支為奇數(shù)條，所述漏斗圖案兩端的直線型金屬分支軸對稱設(shè)置。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的吸波超材料，其特征在于所述相互為互補圖案的第二微結(jié)構(gòu)包括內(nèi)外環(huán)設(shè)置的帶缺口的環(huán)型金屬分支和完整的環(huán)型金屬分支。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的吸波超材料，其特征在于所述第二片層的完整的環(huán)型金屬分支和帶缺口的環(huán)型金屬分支數(shù)量均為兩個。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的吸波超材料，其特征在于所述帶缺口的環(huán)型金屬分支上設(shè)置有四個缺口，四個所述缺口等間距地分布在帶缺口的環(huán)型金屬分支上。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的吸波超材料，其特征在于所述第一基材、第二基材與第三基材材質(zhì)相同，均為FR-4材料、F4B材料、聚苯乙烯PS材料、鐵電材料、鐵氧材料或者鐵磁材料。
11.根據(jù)權(quán)利要求ι- ο中所述任一項的吸波超材料，其特征在于所述第一微結(jié)構(gòu)和第二微結(jié)構(gòu)均為人造金屬微結(jié)構(gòu)。
12.一種吸波裝置，其特征在于，所述吸波裝置包括權(quán)利要求1-10中所述任一項的吸波超材料。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種吸波超材料及吸波裝置，該吸波超材料包括第一片層，第一片層包括第一基材及在第一基材上周期排布的用于吸收電磁波的多個第一微結(jié)構(gòu)，并且多個第一微結(jié)構(gòu)中包括結(jié)構(gòu)相同但在片層平面上不同朝向的第一微結(jié)構(gòu)；第二片層，第二片層包括第二基材及在第二基材上周期排布的用于降低電磁波透射率的第二微結(jié)構(gòu)；其中，第一片層和第二片層層疊設(shè)置。通過上述方式，本發(fā)明能夠利用多個片層的組合來提高吸波超材料的磁導(dǎo)率和介電常數(shù)，并降低透射率，從而實現(xiàn)了吸波超材料在較寬的頻段吸收電磁波。
文檔編號H05K9/00GK102843899SQ20121027538
公開日2012年12月26日 申請日期2012年8月3日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月3日
發(fā)明者劉若鵬, 趙治亞, 寇超鋒, 何嘉威 申請人:深圳光啟創(chuàng)新技術(shù)有限公司