[发明专利]阻抗匹配元件和超材料面板

说明书

技术领域

本发明涉及阻抗匹配技术，更具体地说，涉及一种阻抗匹配元件和超材料面板。

背景技术

随着科学技术的不断发展，电磁波技术逐渐深入到我们生活的各个方面。电磁波的一个重要的特性是它可以在任何的介质或真空中传播。在电磁波从发射端传播至接收端过程中，能量的损耗直接影响电磁信号传播的距离以及传输信号的质量。

当电磁波经过同一介质时，基本没有能量的损失；而当电磁波经过不同介质的分界面时，会发生部分反射现象。通常两边介质的电磁参数(介电常数或者磁导率)差距越大反射就会越大。由于部分电磁波的反射，沿传播方向的电磁能量就会相应损耗，严重影响电磁信号传播的距离和传输信号的质量。

为了避免折射率的变化使得在电磁波传播时产生反射，减少反射干扰与损耗，通常会在功能介质板上添加阻抗匹配层来减小反射的损耗。目前解决电磁波传输过程中的阻抗匹配问题主要采用等差设计，阻抗匹配层的折射率分布满足如下规律：其中i为阻抗匹配层的编号，n_g(r)为功能介质板的折射率分布函数。n_min为功能介质板的最小折射率。满足上述规律的阻抗匹配层虽然能够减少一定的反射干扰，但是效果不是很明显，因此需要一种改进的阻抗匹配技术来减少反射干扰与损耗。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述的反射干扰与损耗较大的缺陷，提供一种阻抗匹配元件和超材料面板。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种阻抗匹配元件，设置于功能介质板第一侧表面上且与所述功能介质板的该第一侧表面紧密贴合；所述阻抗匹配元件包括第一多个阻抗匹配层，且每一阻抗匹配层的折射率分布表示为：

ni(r)=nmin×(ng(r)nmin)ic+1;]]>

其中，i表示阻抗匹配层的编号且i为正整数，越靠近所述功能介质板则阻抗匹配层的编号越大；n_i(r)表示第i层阻抗匹配层的距离其中心为半径r处的折射率；n_g(r)表示所述功能介质板的距离其中心为半径r处的折射率；n_min表示所述功能介质板的最小折射率；c表示阻抗匹配层的层数。

在本发明所述的阻抗匹配元件中，所述阻抗匹配元件还包括紧密贴合于所述功能介质板第二侧表面上且与所述第一多个阻抗匹配层对称分布的第二多个阻抗匹配层，所述第二多个阻抗匹配层中每一阻抗匹配层的折射率分布与其对称分布在所述第一多个阻抗匹配层中的对应的阻抗匹配层相同。

在本发明所述的阻抗匹配元件中，所述功能介质板包括多个超材料片层，每一超材料片层包括片状的基板和设置在所述基板上的多个人造微结构。

在本发明所述的阻抗匹配元件中，每一阻抗匹配层包括片状的基板和设置在所述基板上的多个人造微结构。

在本发明所述的阻抗匹配元件中，所述人造微结构为由至少一根金属丝组成的平面结构或立体结构。

在本发明所述的阻抗匹配元件中，所述金属丝通过蚀刻、电镀、钻刻、光刻、电子刻或离子刻的方法附着在基板上。

在本发明所述的阻抗匹配元件中，所述功能介质板用于汇聚电磁波；每一超材料片层的折射率分布均相同，每一超材料片层包括一个圆形区域和与所述圆形区域同心的多个环形区域，所述圆形区域和所述环形区域内折射率随着半径的增大从n_p连续减小到n₀且相同半径处的折射率相同。