[發(fā)明專利]一種簡單雙層結(jié)構(gòu)的超寬帶透明吸波器

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• 申請日: 2022-05-15
• 公開（公告）號: CN114784520A
• 公開（公告）日: 2022-07-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 倉佳星;宗志園;楊曉寒;曹海若;龍勛鵬;吳文
• 申請（專利權(quán)）人: 南京理工大學(xué)
• 主分類號: H01Q17/00
• 分類號: H01Q17/00
• 代理公司: 南京理工大學(xué)專利中心 32203
• 代理人: 陳鵬

本發(fā)明公開了一種簡單雙層結(jié)構(gòu)的超寬帶透明吸波器，該結(jié)構(gòu)由地板+空氣層+玻璃基板+空氣層+玻璃基板構(gòu)成，每層玻璃基板的上表面均附有透明氧化銦錫薄膜構(gòu)成的相同周期結(jié)構(gòu)，地板也采用覆蓋透明ITO膜的玻璃板。該吸波器結(jié)構(gòu)簡單對稱，易于加工，由于引入了空氣層，吸波器不僅重量降低，而且相對帶寬可達149％。對TE、TM垂直入射極化波，吸波器在3?20.5GHz頻段的吸波率大于90％；對TE、TM傾斜入射極化波，入射角度小于45°范圍內(nèi)，吸波器展現(xiàn)了吸波率大于80％的良好吸波性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于寬帶電磁吸波器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種在超寬帶內(nèi)工作的透明吸波器。

背景技術(shù)

電磁吸波器通過輸入阻抗與空氣進行匹配，使平面波在吸波器表面不會產(chǎn)生反射，并且通過材料的歐姆損耗等損耗機制將入射電磁波轉(zhuǎn)換為其他形式的能量，從而達到吸波的效果，可以被應(yīng)用于軍事武器系統(tǒng)、微波暗室、科學(xué)或醫(yī)療儀器和高層建設(shè)中。而目前絕大多數(shù)的電磁吸波器結(jié)構(gòu)都是光學(xué)不透明的，這一定程度上限制了吸波器的應(yīng)用，所以在此基礎(chǔ)上提出了透明吸波器，提升無線通信的安全性同時又保證了建筑的采光率，可被用于安全建筑的窗戶或屋頂?shù)龋约半姶烹[身、電磁兼容等領(lǐng)域。

公開號為CN107809006A的專利公開了一種基于透明導(dǎo)電薄膜的透明超寬帶微波吸波器，該微波吸波器包括透明基板和鍍在其兩側(cè)的透明導(dǎo)電薄膜，微波入射面對應(yīng)薄膜上蝕刻有周期分布的吸波結(jié)構(gòu)，周期結(jié)構(gòu)的一個單元結(jié)構(gòu)由兩個重疊的正方形和矩形開口環(huán)組成，該吸波結(jié)構(gòu)的阻抗與電磁波在自由空間的阻抗實現(xiàn)阻抗匹配。該發(fā)明在15.6-39GHz實現(xiàn)了寬帶(相對帶寬約為86％)吸波，極化角度不敏感，在入射角度小于30°時有較好的吸波性能。

公開號為CN208128766U的專利公開了一種基于電加熱技術(shù)的超寬帶透明吸波器，該吸波器包括上層透明玻璃、介質(zhì)層、下層透明玻璃、透明電阻膜、導(dǎo)電銅箔和透明導(dǎo)電膜，透明電阻膜為一種周期性結(jié)構(gòu)，它的單元由正方形電阻薄膜結(jié)合4個折疊矩形電阻薄膜組成，透明導(dǎo)電膜上表面兩側(cè)各粘貼一個條狀的導(dǎo)電銅箔，且導(dǎo)電銅箔通過外部導(dǎo)線連接。該結(jié)構(gòu)在5-20GHz頻段內(nèi)(相對帶寬約為120％)對電磁波的吸收率超過90％。

上述兩種方案都提供了在較寬帶寬內(nèi)的良好吸波性能，但是在低頻及拓寬帶寬部分沒有提出一種簡單且便于加工的吸波器結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種在超寬帶內(nèi)工作的簡單雙層結(jié)構(gòu)的超寬帶透明吸波器，吸波性能良好，結(jié)構(gòu)輕便簡單，單元尺寸小，易于加工，對入射波角度和極化方式不敏感等特點。

實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為：一種簡單雙層結(jié)構(gòu)的超寬帶透明吸波器，由兩層蝕刻相同周期單元的玻璃基板以及附著完整的ITO薄膜的透明玻璃板疊加而成，使電磁波在入射后能在結(jié)構(gòu)中多次反射。

在其中一個實施例中，結(jié)構(gòu)單元由上而下分為三部分，第一部分為上層ITO膜周期結(jié)構(gòu)單元及相應(yīng)玻璃基板，第二部分為形狀相同的下層周期結(jié)構(gòu)單元及對應(yīng)玻璃基板，第三部分為覆有導(dǎo)電薄膜的玻璃板，三部分由兩層空氣層隔開。

在其中一個實施例中，ITO薄膜上蝕刻周期性的方環(huán)結(jié)構(gòu)。

在其中一個實施例中，上、下層的導(dǎo)電薄膜單元結(jié)構(gòu)相同，皆為寬度為3mm的方環(huán)，周期單元尺寸為8mm。

在其中一個實施例中，上、下層的介質(zhì)基板選用相對介電系數(shù)為3.5的石英玻璃。

在其中一個實施例中，上層導(dǎo)電薄膜方阻為380Ω/sq，下層導(dǎo)電薄膜方阻為150Ω/sq，地板導(dǎo)電薄膜方阻為20Ω/sq。

在其中一個實施例中，上、下層及地板之間存在以塑料墊片間隔處的不同厚度的空氣層。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：

(1)本發(fā)明采用雙層結(jié)構(gòu)，有兩層空氣介質(zhì)層，其兩側(cè)為覆有導(dǎo)電薄膜的高透明度的石英玻璃基板，而空氣層利用塑料墊片隔開，整體結(jié)構(gòu)輕便且便于加工；