[發明專利]一種基于全石墨的三維結構寬帶超材料吸波體

有效

• 申請號: 202011021573.4
• 申請日: 2020-09-25
• 公開（公告）號: CN112134024B
• 公開（公告）日: 2022-07-29
• 發明（設計）人: 鄧光晟;呂坤;孫寒嘯;楊軍;尹治平
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學
• 主分類號: H01Q17/00
• 分類號: H01Q17/00
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 崔玥

本發明公開了一種基于全石墨的三維結構寬帶超材料吸波體。該吸波體包括：多個吸波單元，各所述吸波單元是在全石墨結構的四邊體中凹陷一個多邊體形成；所述多邊體為中心對稱結構；所述多邊體上具有四個呈十字對稱的開口。由于本發明公開的三維結構寬帶超材料吸波體具有高度對稱性，因此具有極化不敏感特性。且吸收頻率帶寬范圍大，大角度斜入射波下的吸收良好。

技術領域

本發明涉及超材料領域，特別是涉及一種基于全石墨的三維結構寬帶超材料吸波體。

背景技術

超材料是一種新型人工電磁材料，其電磁特性高度依賴于其結構單元。通過電磁超材料結構單元的設計，可以獲得有效的介電常數和磁導率，進一步實現負折射、非對稱傳輸、極化偏轉、超透鏡和完美的吸收特性。由于其獨特的電磁特性，引起了許多研究者的關注。目前，超材料已在微波、太赫茲和可見光等不同的電磁頻段得到實現。超材料吸波體作為超材料的一個重要應用領域，近些年來得到廣泛關注，它通過材料的各種不同的損耗機制能將入射電磁波轉化成熱能或者是其它能量形式，從而達到吸波的目的。當前吸波材料的發展方向是“厚度薄、質量輕、頻段寬、吸收強”。然而現有的吸波體都采用金屬-介質-金屬結構，往往存在頻段窄等缺點。此外，傳統的吸波材料或吸波結構存在著大角度效果急劇下降以及極化不敏感的問題，這對于吸波材料或吸波結構的實際應用有了很大的限制。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于全石墨的三維結構寬帶超材料吸波體，該三維結構寬帶超材料吸波體具有低成本，結構簡單的優點，在大角度入射波下也有很高的吸收率，同時具有極化不敏感特性。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

一種基于全石墨的三維結構寬帶超材料吸波體，包括：多個吸波單元，各所述吸波單元是在全石墨結構的四邊體中凹陷一個多邊體形成；所述多邊體為中心對稱結構；所述多邊體上具有四個呈十字對稱的開口。

可選的，所述全石墨結構的四邊體的導電率為100000S/m。

可選的，所述開口的厚度小于所述全石墨結構的四邊體的厚度。

可選的，所述多邊體為正四邊體。

可選的，所述多邊體為正六邊體。

可選的，所述多邊體為正八邊體。

根據本發明提供的具體實施例，本發明公開了以下技術效果：

1)吸收頻率帶寬范圍大；本發明公開的三維結構寬帶超材料吸波體的吸收頻率帶寬覆蓋13.6THz到33THz，相對帶寬為83.3％；

2)大角度斜入射波下的吸收良好；本發明公開的三維結構寬帶超材料吸波體在15-35THz頻率范圍內，入射角達到30°，吸收率高于0.9；當入射角達到45°，吸收率也高于0.72，且隨著入射角的增加，高頻處的吸收率增大，吸收頻率穩定性良好；

3)由于本發明公開的三維結構寬帶超材料吸波體具有高度對稱性，因此具有極化不敏感特性。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發明實施例多邊體為正八邊體時基于全石墨的三維結構寬帶超材料吸波體的結構示意圖；

圖2為本發明實施例多邊體為正八邊體時基于全石墨的三維結構寬帶超材料吸波體的結構俯視圖；

圖3為本發明實施例多邊體為正八邊體時基于全石墨的三維結構寬帶超材料吸波體的結構主視圖；

圖4為在TE極化波下垂直入射情況下的吸收率仿真結果圖；