[发明专利]频率可调宽带超材料吸波结构

说明书

技术领域

本发明属于吸波材料技术领域，特别是一种频率可调宽带超材料吸波结构，本发明能够广泛应用到隐身技术、雷达及现代通信系统中。

背景技术

近年来，随着人们对超材料吸波结构的关注度逐渐提高，超材料吸波结构的研究设计越来越多，人们对超材料吸波结构的性能要求也越来越高，常见的宽频带宽角度极化不敏感超材料吸波结构已经无法满足现代通信系统对频率可调谐的超材料吸波结构的需求。目前，频率可调的宽频带超材料吸波结构虽然已取得一定进展，但还需进一步的研究和改进，如文献“Adjustable low frequency and broadband metamaterial absorber based on magnetic rubber plate and cross resonator,Y.Z.Cheng,Y.Nie,Y.Wang,and R.Z.Gong,J.Appl.Phys.,vol.115,no.6,064902,2014”中提出的基于橡胶磁板在低频处实现宽带可调的超材料吸波结构的方法，虽然通过改变介质基板的厚度和谐振器的电长度，实现了对吸波频带的调节，但吸波带宽较窄，制造成本较高，且调节方法不利于实际工程应用。又如文献“A New Tunable Dual-band Metamaterial Absorber with Wide-angle TE and TM Polarization Stability,H.Q.Zhai,C.H.Zhan,L.Liu,and C.H.Liang,Journal of Electromagnetic Waves and Applications,vol.29,no.6,pp.774-785,2015”中提出的双频带可调超材料吸波结构，虽然可调性好，但吸波带宽很窄，无法满足宽带吸波的需求。又如专利申请号为201410582139.1，专利名称为《加载集总元件的宽带吸波材料》的中国专利，虽然提出了通过加载电阻或电容元件实现宽频带吸波结构的方法，但是该方法无法实现对宽吸波频带的频率调节。

发明内容

本发明的目的在于针对上述已有技术存在的不足，提出一种频率可调的宽带超材料吸波结构，以在宽频带内实现对吸波结构的吸波频带的调节。

实现本发明目的的技术关键是：设计一种频率可调宽带超材料吸波结构。其特征是包括：谐振结构、介质基板和金属地板：

所述谐振结构和金属底板分别位于介质基板的上表面和下表面；

所述谐振结构为90度旋转对称结构，由金属方环、矩形金属片、电阻和电感组成；

所述金属方环有若干个开口，电阻位于金属方环的开口处，且这两部分相互连通。

所述矩形金属片对称分布于金属方环的边的外侧，且与金属方环的对应边平行，矩形金属片通过电感与金属方环的对应边相互连通。

作为优选，所述金属方环的开口为90度旋转对称分布，且每个边上的开口数目相同。

作为优选，所述电阻的阻值均相等，在金属方环的每条边上的个数相同。

作为优选，所述电感的感值均相等，且其两端分别连接矩形金属片的中部和金属方环的边的中部。

作为优选，所述金属方环的开口个数m≥4，矩形金属片的个数n≥4，电阻的个数p≥4，电感的个数q≥4，其中m、n、p、q均为4的倍数，且满足m＝p，n＝q。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

1、本发明由于引入矩形金属片，形成了新的谐振模式和电流路径，优化了本发明的宽带特性和可调特性；此外本发明由于在关键位置加载了电阻和电感，能显著地拓宽吸波带宽和有效地改变谐振电长度，且通过改变电阻值和电感值的大小，能在保持宽吸波带宽的条件下，有效地实现对宽带吸波频带的调节，且调节方式灵活。

2、本发明由于采用90度旋转对称的谐振结构，使得本发明具有良好的极化不敏感特性。

附图说明

图1为本发明实施例的结构正视图；

图2为本发明实施例的结构侧视图；

图3为本发明实施例在不同极化角下的吸波率；

图4为本发明实施例在不同电阻值和电感值时的吸波率。

具体实施方法

下面结合实施例附图对本发明做进一步描述：

实施例1

频率可调的宽带超材料吸波结构，包括：谐振结构1、介质板2和金属地板3：

所述谐振结构1和金属底板3分别位于介质板2的上表面和下表面；