[发明专利]一种错位型立体式超材料透明吸波体

说明书

本发明公开了一种错位型立体式超材料透明吸波体，若干结构单元在二维上呈周期性连续分布，每个结构单元包括上层结构和下层结构，上层结构包括错位排列成两排的中空柱体单元，第一排包括存在间隙排布的、两个完整的中空柱体单元，第二排包括依次排布的中空柱体单元的右半侧结构、一个完整的中空柱体单元和中空柱体单元的左半侧结构，三者存在一定间隙排布；下层结构包括基板层和背板层；中空柱体结构的侧壁作为支撑层、其内侧用于附着导电薄膜层；结构单元采用透明材料制成。本发明通过能与空间电磁波产生多谐振的二维立体式中空柱体单元排布结构，使吸波体具有宽频带吸波的特性，从而解决目前的吸波体无法兼顾宽带吸波与高可见光透过率的问题。

技术领域

本发明涉及电磁超材料技术领域，具体涉及一种错位型立体式超材料透明吸波体。

背景技术

吸波材料是指能吸收投射到它表面的电磁波能量的一类材料，超材料吸波体因其所特有的完美吸收特性，在电磁兼容等领域取得了非常广泛的应用。一些特殊的电子电气设备既要求对电磁波具有吸收能力、又要对可见光具有相应的透光能力，但是传统的吸波体无法兼具吸波和透明两种性能，如专利CN105101764A提供的一种立体单元宽带周期吸波结构，均无法同时兼顾宽带吸波与高可见光透过率。随着科学技术的发展，在微波领域的电磁吸波材料研究中，急需开发满足“薄、轻、宽、强”的性能、同时满足在可见光范围具有高透光率的吸波材料。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：常规的吸波体无法兼顾宽带吸波与高可见光透过率的问题，本发明提供了解决上述问题的一种错位型立体式超材料透明吸波体，尤其适用于对电磁波有特定吸收屏蔽要求的可视化视窗部件中。

本发明通过下述技术方案实现：

一种错位型立体式超材料透明吸波体，包括若干结构单元，若干结构单元在二维上呈周期性连续分布，每个结构单元包括上层结构和下层结构，所述上层结构包括错位排列成两排的中空柱体单元，第一排包括存在间隙排布的、两个完整的中空柱体单元，第二排包括依次排布的中空柱体单元的右半侧结构、一个完整的中空柱体单元和中空柱体单元的左半侧结构，三者存在一定间隙排布；

所述下层结构包括基板层和背板层，背板层附着在基板层的外侧，中空柱体单元固定在基板层内侧；

所述中空柱体单元呈旋转对称性的正N边形中空柱体结构，其中N为偶数，且N≥4；所述中空柱体结构的侧壁作为支撑层、其内侧用于附着导电薄膜层；

所述结构单元采用透明材料制成。

进一步地，所述吸波体在两个维度方向上均连续分布设置20个以上的结构单元。

进一步地，若干结构单元呈矩形阵列分布；且其中一个结构单元上的中空柱体单元的右半侧结构与位于同一直线上相邻接的中空柱体单元的左半侧结构拼合成一个完整的中空柱体单元。

进一步地，所述中空柱体单元轴向与基板层板面的夹角为90°，且所述中空柱体结构采用立方体、蜂窝棱柱或圆柱结构。

进一步地，同一平面内的相邻中空柱体单元之间隙为S，且满足0.3λ≥S≥0.1λ，所述λ是指吸波频段的最短波长λ_min。

进一步地，所述结构单元的尺寸p≥2λ，所述λ是指吸波频段的最短波长λ_min。

进一步地，所述中空柱体单元在电场极化方向的最大尺寸L为：1.2λ≥L≥0.6λ；中空柱体单元高度h为1.5λ≥h≥0.6λ，所述λ是指吸波频段的最短波长λ_min。

进一步地，所述支撑层的厚度为：0.06λ≥w≥0.02λ，导电薄膜层的厚度为g₀＝0.001λ，所述λ是指吸波频段的最短波长λ_min。