[發明專利]一種寬頻吸波的人工電磁材料

有效

• 申請號: 201110216571.5
• 申請日: 2011-07-29
• 公開（公告）號: CN102903397A
• 公開（公告）日: 2013-01-30
• 發明（設計）人: 劉若鵬;欒琳;寇超鋒;葉金財
• 申請（專利權）人: 深圳光啟高等理工研究院;深圳光啟創新技術有限公司
• 主分類號: G12B17/02
• 分類號: G12B17/02;C09K3/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及電磁領域，更具體地說，涉及一種寬頻吸波的人工電磁材料。

背景技術

隨著現代科學技術的發展，電磁波輻射對環境的影響日益增大。在機場，飛機航班因電磁波干擾無法起飛而誤點；在醫院，移動電話常會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——吸波材料，已成為材料科學的一大課題。

吸波材料是指能夠有效吸收入射電磁波并使其散射衰減的一類材料，它通過材料的各種不同的損耗機制將入射電磁波轉化成熱能或者是其它能量形式而達到吸波的目的。吸波材料有結構型和涂覆型，前者主要是尖劈形、泡沫形、平板形等，后者由粘結劑、吸收劑復合而成，吸波的能力主要與吸收劑種類有關。但是每種吸波材料具有固定的吸波頻段，無法自由改變吸波頻段。

新型的合成材料——人工電磁材料(metamaterial)由于具有可根據不同工作頻段自由設計的特點，而成為吸波材料的研究新方向。

人工電磁材料是一種能夠對電磁產生響應的新型人工合成材料，如圖1所示，由基板和附著在基板上的周期性排布的多個人造微結構組成。由于人造微結構通常為金屬線排布成的具有一定幾何圖形如“工”字形的結構，因此能夠對電磁波產生響應，從而使超材料整體體現出不同于基板的電磁特性。通過設計特殊的人造微結構，就可以得到能夠寬頻吸波的材料，且改變人造微結構的尺寸和形狀，就能改變其吸波頻段。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于，針對現有技術的吸波材料吸波頻段固定的缺陷，提供一種吸波頻段可設計的寬頻吸波的人工電磁材料。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：構造一種寬頻吸波的人工電磁材料，包括至少一個材料片層，所述材料片層包括基板和附著在基板表面上的多個人造微結構，所述人造微結構包括至少三個依次包圍嵌套的開口環結構，每個開口環結構由一根兩端靠近而形成開口的導電材料制成的絲線構成，所述人造微結構位于所述基板的正面，所述基板的背面附著有金屬箔。

在本發明所述的寬頻吸波的人工電磁材料中，所述基板包括多個相同的且沿所述基板表面陣列排布的方體形基板單元，每個基板單元的正面附著有一個所述人造微結構，每個基板單元的背面附著有一片金屬箔單元。

在本發明所述的寬頻吸波的人工電磁材料中，所述金屬箔單元鋪滿所述基板單元背面的除四角以外的所有面積。

在本發明所述的寬頻吸波的人工電磁材料中，每個基板單元上的人造微結構和金屬箔單元完全相同。

在本發明所述的寬頻吸波的人工電磁材料中，所述開口環結構為圓形開口環，所述至少三個開口環結構共圓心。

在本發明所述的寬頻吸波的人工電磁材料中，相鄰兩圓形開口環結構的開口相對圓心成180度設置。

在本發明所述的寬頻吸波的人工電磁材料中，所述開口環結構為矩形開口環。

在本發明所述的寬頻吸波的人工電磁材料中，所述開口環結構為三角形開口環。

在本發明所述的寬頻吸波的人工電磁材料中，所述材料片層有多個，且沿垂直于基板表面的方向排列，材料片層之間相互平行且等間距設置。

實施本發明的寬頻吸波的人工電磁材料，具有以下有益效果：由于基板正面設置多個開口環結構構成的人造微結構，且背面附著有金屬箔，電磁波經人造微結構后被金屬箔反射再次進入基板，使得能量被多次吸收，因此能夠實現寬頻吸波，吸波效率高。

附圖說明

下面將結合附圖及實施例對本發明作進一步說明，附圖中：

圖1是現有技術的人工電磁材料的結構示意圖；

圖2是本發明第一實施例的寬頻吸波的人工電磁材料的一個材料單元的前視圖；

圖3是圖2所示材料單元的后視圖；

圖4是由圖2、圖3所示材料單元陣列構成的人工電磁材料的前視圖；

圖5是圖4所示人工電磁材料的后視圖；

圖6是本發明第二實施例的人造微結構的示意圖；

圖7是本發明第三實施例的人造微結構的示意圖；

圖8是本發明第四實施例的人造微結構的示意圖；

圖9是本發明第五實施例的人造微結構的示意圖；

圖10是本發明第六實施例的人造微結構的示意圖。

具體實施方式