[发明专利]一种多层结构的极化不敏感的超宽带太赫兹吸波器

说明书

本发明一种多层结构的极化不敏感的超宽带太赫兹吸波器，包括底层反射板及其上方设置的经过裁剪的介质基板，所述介质基板上方设置有由一层金属贴片组成的第一谐振单元，所述介质基板内部镶嵌有由两层金属贴片组成的第二谐振单元。本发明通过多层结构设计，运用金属做为谐振材料，通过层与层之间的相互谐振以到达宽带的吸收效果。使得该吸波器的吸收带宽从宽带拓展到超宽带。并且因为该吸波器的结构拥有对称性，所以该吸波器的对TE极化波和TM极化波的吸收性能基本一样。该吸波器在THz波段上能够实现超宽带的吸收效果。

技术领域

本发明涉及一种超宽带太赫兹吸波器，具体的说是一种多层结构的极化不敏感的超宽带太赫兹吸波器，属于无线电通信、太赫兹器件领域。

背景技术

随着信息技术的发展，微波器件已经广泛的应用于通信中的各类系统中。如发射端的天线、电磁屏蔽盒等。防止电磁干扰和电磁隐身在军事和民用领域有广泛的应用前景。电磁吸波器就满足这一需求所设计的一类微波器件，在通信领域得到了越来越广泛的应用。而且随着军事科技以及无线通信系统的迅猛发展，最初单一频点的吸波已经不能满足复杂电磁环境下的应用需求，多频、窄带电磁超材料吸波器受到越来越多工程研究人员的重视。在军事领域，提高武器装备的电磁隐身特性，降低被敌侦测概率，是夺取现代战争胜利的前提。而在民用领域，无线通信中基本器件，医疗、保健以及常用消费级的电子产品都对电子器件有电子兼容的需求，都需要额外的屏蔽“不需要的”电磁信号。低剖面和小型化的吸波器在民用领域也有着强大的需求。

但是目前吸波器领域内的大多数吸波器都工作在GHz波段，很少有吸收性能较好的THz吸波器，随着THz科技的发展，它在物理、化学、电子信息、生命科学、材料科学、天文学、大气与环境监测、通讯雷达、国家安全与反恐、等多个重要领域具有的独特优越性和巨大的应用前景逐渐显露。太赫兹波的传输是太赫兹波通信系统研究中的一个重要组成部分，由于太赫兹波在自由空间中的传输损耗很大，从某种意义上说很难对它加以引导和控制。为了克服这个困难，急需可以传播太赫兹波的波导。

太赫兹技术被美国评为“改变未来世界的十大技术”之一，被日本列为“国家支柱十大重点战略目标”之首。太赫兹泛指频率在0.1～10太赫兹波段内的电磁波，处于宏观经典理论向微观量子理论、电子学向光子学的过渡区域。频率上它要高于微波，低于红外线；能量大小则在电子和光子之间。由于此交叉过渡区，既不完全适合用光学理论来处理，也不完全适合用微波的理论来研究。所以，上世纪九十年代以前，一度被人“遗忘”，也因此被称为“太赫兹空白”。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足而提供一种多层结构的极化不敏感的超宽带太赫兹吸波器，通过用金属设计谐振单元，来达到吸收电磁波的目的，并利用多层特性，对每一层的介质进行适当的裁剪，由于金属与空气更加容易匹配，且3层金属谐振单元之间的相互谐振最终达到了良好的吸收效果。

本发明提供一种多层结构的极化不敏感的超宽带太赫兹吸波器，包括底层反射板及其上方设置的经过裁剪的介质基板，所述介质基板上方设置有由一层金属贴片组成的第一谐振单元，所述介质基板内部镶嵌有由两层金属贴片组成的第二谐振单元。

作为本发明的进一步技术方案，所述第一、二谐振单元为周期性排列的单元阵列，所述单元阵列采用的是一种对称的多层结构。

进一步的，所述第一谐振单元为由正方环形及其内部对称设置的T字形结构组成的第一层金属谐振单元，所述正方环形的置于第一层金属谐振单元的中心，其宽度为c＝4mm，边长为x＝70mm；所述正方形环内设有呈中心对称的T字形结构，所述T字形结构距离正方形环的边长中心偏右l1＝11.6mm，其长度为e＝15mm宽度为c＝4mm，其半开回形的长度为f＝16mm，半开回形的宽度b＝4，半开回形的枝节长度为g＝1.2mm；所述T字形结构的右边的边长比左边的边长小d＝0.9mm；所述正方形环外侧对称分布有3条长度分别为g1＝8mm、g2＝10mm和g3＝12mm的长方形条，左侧的长方形条距离该边的中心l3＝17.6mm，中间的长方形条位于边长的中点位置，右侧的长方形条位于边长中心l4＝16.8mm。