[发明专利]基于水或水溶液的超材料频率选择表面的设计方法

摘要

本发明公开了一种基于水或水溶液的超材料频率选择表面的设计方法，其特征在于利用水或水溶液的介电特性，对水或水溶液的几何外形进行结构化设计。制作中通过3D打印技术、机加工技术或其他加工手段将低介电常数介质材料制作成具有特殊形状的模具。将水或水溶液灌入模具中塑成特定的形状，水或水溶液与模具整体构成具有亚波长结构特征的超材料频率选择表面。通过对水或水溶液几何形状及尺寸等参数的设定，在宽泛的电磁频段内对电磁波实现带通或带阻的频率选择特性。本发明具有制备工艺简单，制备成本低的优点，器件制作可就地取材，并具有可实时修复的功能。

主权项

1.基于水或水溶液的超材料频率选择表面的设计方法，其特征在于，具体包括如下步骤：(1)通过矢量网络分析仪及同轴探头测试附件测试水或水溶液在不同温度和频率下的相对介电常数及介电损耗；(2)针对需要的工作频段和工作环境的温度要求，对水或水溶液选取方形、球形、柱形或渔网形几何形状中的一种；(3)根据步骤(1)中所测得的水或水溶液的相对介电常数、介电损耗以及步骤(2)中所选取的水或水溶液的几何形状，使用电磁仿真软件对基于水或水溶液的超材料频率选择表面进行仿真计算，对频率选择表面的透射率和反射率进行优化，通过优化得到水或水溶液的几何形状和几何尺寸；(4)将低介电常数材料加工成几何形状和几何尺寸与步骤(3)中所确定的水或水溶液的几何形状和几何尺寸相同的封装模具，使该封装模具能对水或水溶液进行封装；(5)将水或水溶液装入加工好的模具中密封，制作成基于水的频率选择表面；所述的频率选择表面为带通型或带阻型频率选择表面；所述的水的形态为液体形态，水的类型是蒸馏水、去离子水、纯净水或海水；所述的水溶液是添加无机或有机溶剂的水溶液，且所述水溶液中至少含有质量百分比为50％的水。