[實用新型]透波超材料

有效

• 申請號: 201320788442.8
• 申請日: 2013-12-03
• 公開（公告）號: CN203707329U
• 公開（公告）日: 2014-07-09
• 發明（設計）人: 劉若鵬;王海蓮
• 申請（專利權）人: 深圳光啟創新技術有限公司
• 主分類號: H01Q15/00
• 分類號: H01Q15/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及超材料技術領域，尤其涉及一種透波超材料。?

背景技術

超材料是指具備一些天然材料所不具備的超常物理性質的人工復合結構或復合材料。利用超材料能任意設計材料的電磁參數，使得超材料具備諸如超高介電常數、負磁導率、吸收電磁波、偏折電磁波等電磁效應。超材料通過在材料的關鍵物理尺度上的結構有序設計，可以突破某些表觀自然規律的限制，例如負折射，從而獲得超出自然界固有的普通性質的超常材料功能。?

現有的超材料功能比較單一，應用范圍較窄。?

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題在于，針對現有技術的上述不足，提出一種在7-18GHz內均具有良好透波性能的透波超材料。?

本實用新型解決其技術問題采用的技術方案是，提出一種透波超材料，其包括一層或多層基材以及周期排布于每層基材表面多個人造微結構，每一人造微結構包括至少2個共中心點的方框。?

進一步地，所述方框的線寬相等，均為0.1至0.2毫米。?

進一步地，每一人造微結構包括2個共中心點的方框，其中外方框的邊長為7.0-8.0毫米，內方框的邊長為2.5-3.0毫米。?

進一步地，所述透波超材料包括多層基材，每層基材厚度相等。?

進一步地，所述基材厚度為4毫米。?

進一步地，所述基材材料為介電常數為3的陶瓷材料。?

進一步地，所述人造微結構通過蝕刻周期排布于每層基材表面。?

進一步地，所述人造微結構通過鉆刻周期排布于每層基材表面。?

進一步地，所述人造微結構通過離子周期排布于每層基材表面。?

進一步地，所述基材材料為高分子材料。?

本實用新型通過具體設計人造微結構的形狀，使得人造微結構對7-18GHz的電磁波具有良好的透波響應。在7-18GHz內，本實用新型透波超材料的透波效果均能達到-1dB。?

附圖說明

圖1為本實用新型一較佳實施例中人造微結構的拓撲結構示意圖。?

具體實施方式

本實用新型透波超材料包括基材以及周期排布于基材上的多個人造微結構。每一人造微結構可對入射電磁波響應，多個人造微結構對入射電磁波的響應使得透波超材料整體能夠對電磁波具有宏觀的電磁響應，例如本實用新型的在7-18GHZ內透過電磁波。?

由于透波超材料整體需要對電磁波具有宏觀的電磁響應，這需要使得多個人造微結構對電磁波的響應連續。根據實驗可知，當相鄰的人造微結構的幾何中心連線小于入射電磁波波長的1/4時，多個人造微結構即可對入射電磁波形成連續的電磁響應。?

人造微結構可通過蝕刻、鉆刻、電子刻或離子刻等方式排布于基材上。?

基材可選取陶瓷材料或高分子材料。基材材料根據實際應用環境選取，例如當本實用新型透波超材料需要應用于高溫環境時，則選取高溫性能較好的陶瓷材料。?

請參照圖1，圖1為本實用新型一較佳實施例中人造微結構的拓撲結構示意圖。圖1僅示出了本實用新型寬頻吸波超材料中的部分人造微結構的拓撲結構。可根據需要排布不同個數的人造微結構，只要相鄰人造微結構幾何中心距離小于入射電磁波波長1/4即可。?

圖1中，人造微結構包括共中心點的兩個方框，每個方框的線寬可相同也可不同。該兩個方框周期排布后即可構成本實用新型的透波超材料。?

優選地，該兩個方框線寬相等，均為0.1-0.3毫米。其中外邊框邊長優選為7.0-8.0毫米，內邊框邊長優選為2.5-3.0毫米。?

本實用新型中使用共中心點的方框作為本實用新型人造微結構，當電磁波入射至該人造微結構時，內外方框之間的間距構成電容，而內外方框本身構成電感。在電磁波的作用下，該人造微結構能形成LC諧振，從而具有透波效果。由于內外方框具有四條相對的邊，入射電磁波在該四條相對邊上的電場分量不一致，導致不同的入射電磁波對應的等效電容不同。因此該共中心點的方框結構可以對不同頻率的入射電磁波均存在諧振響應，也即多個頻點的入射電磁波均能通過該透波超材料，從而擴大了透波超材料的帶寬。?

優選地，本實用新型透波超材料由多層基材疊加而成，每層基材上周期排布有上述微結構。每層基材材料優選為介電常數為3的陶瓷材料，每層基材厚度優選為4毫米。?

多層基材的設置能使得兩層之間的微結構形成電磁耦合，進一步擴大本實用新型透波超材料的透波帶寬和透波性能。?

上面結合附圖對本實用新型的實施例進行了描述，但是本實用新型并不局限于上述的具體實施方式，上述的具體實施方式僅僅是示意性的，而不是限制性的，本領域的普通技術人員在本實用新型的啟示下，在不脫離本實用新型宗旨和權利要求所保護的范圍情況下，還可做出很多形式，這些均屬于本實用新型的保護之內。?