[發明專利]一種吸波結構

有效

• 申請號: 201910583037.4
• 申請日: 2019-07-01
• 公開（公告）號: CN110290690B
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發明（設計）人: 康軼凡;周九茹;張利霞
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍空軍工程大學
• 主分類號: H05K9/00
• 分類號: H05K9/00;G02B5/00
• 代理公司: 西安匯恩知識產權代理事務所(普通合伙) 61244
• 代理人: 張偉花

本發明提供了一種吸波結構，包括支撐層和設置在支撐層上且呈陣列狀排布的多個超原子，所述超原子由介質層和金屬層自下至上周期性疊加形成圓臺狀結構。本發明的吸波結構該吸波結構可以抑制吸波特性對電磁輻射偏振角的敏感度，基頻磁共振和三階磁共振作用機制在在呈陣列狀排布的多個超原子中形成局域化和非局域化等離子體波，這使得本發明的吸收結構同時具有兩個吸收帶，并且本發明吸波結構的吸收頻帶寬，吸收效率高，其光吸收特性的設計更具靈活性和調諧性。

技術領域

本發明屬于吸波材料技術領域，具體涉及一種吸波結構。

背景技術

隨著現代科技發展，電磁波輻射對環境的影響日益增大。在機場飛機航班常因電磁波干擾無法起飛而誤點；在醫院移動電話等干擾源常會干擾各種電子診療儀器的正常工作。因此，尋找能高效削弱電磁波輻射的吸波材料，已成為電磁污染治理等電磁防護技術領域的一大課題。按材料成型工藝，吸波材料可分為涂覆型和結構型；而按損耗機制，吸波材料又可分為電阻型、電介質型及磁介質型。對于電阻型吸波材料，其損耗主要來源于電導損耗，導電載流子在材料內部定向漂移，形成傳導電流，以熱能的形式將入射的電磁波損耗掉，主要代表物質為炭系物質(如炭黑、石墨、碳纖維、納米碳管等)、非磁性金屬微粉、導電高分子等；對于電介質型吸波材料，其損耗主要來源于介質弛豫極化及諧振損耗，主要代表物質為陶瓷材料，如BaTiO₃、金屬氧化物、氮化鐵、SiC、Si/C/N等；對于磁介質型吸波材料，其損耗主要來源于磁損耗，主要包括趨膚效應引起的渦流損耗、磁滯損耗和磁后效等引起的剩余損耗，主要代表物質為鐵氧體、羰基鐵、氮化鐵、磁性金屬粉末等。目前基于超材料的吸波材料技術研究也備受關注，超材料是指一類具有天然材料所不具備的超常電磁性質的人工復合結構或復合材料，2008年研究人員提出了超材料電磁波吸收器的概念，通過設計超材料的關鍵物理尺寸以構建電磁諧振結構，使電磁波產生耦合，從而對特定極窄頻帶內的電磁波實現高效吸收，但基于超材料設計的吸波材料必然受到超材料本身諧振特性的影響，帶來作用頻段窄、對波入射角度敏感等缺點，成為制約該類技術發展和應用的關鍵瓶頸技術。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術的不足，提供一種吸波結構，該吸波結構可以抑制吸波特性對電磁輻射偏振角的敏感度，基頻磁共振和三階磁共振作用機制在呈陣列狀排布的多個超原子中形成局域化和非局域化等離子體波，這使得本發明的吸收結構同時具有兩個吸收帶，并且本發明吸波結構的吸收頻帶寬，吸收效率高，其光吸收特性的設計更具靈活性和調諧性。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：一種吸波結構，包括支撐層和設置在支撐層上且呈陣列狀排布的多個超原子，所述超原子由介質層和金屬層自下至上周期性疊加形成圓臺狀結構。

優選地，所述支撐層和介質層的材質相同，均為環氧玻璃或石英玻璃；所述金屬層的材質為金、銀、銅或鋁。

優選地，當吸波結構用于微波波段電磁輻射時，所述介質層的厚度為0.1mm～0.5mm；所述金屬層的厚度為0.01mm～0.1mm；介質層和金屬層周期性疊加的層數為10層～50層；相鄰超原子的中心線之間的距離為10mm～50mm；

當吸波結構用于可見光或近紅外波段電磁輻射時，所述介質層的厚度為20nm～50nm；所述金屬層的厚度為2nm～10nm；介質層和金屬層周期性疊加的層數為3層～7層；相鄰超原子的中心線之間的距離為300mm～500mm。