[发明专利]一种太赫兹宽频带吸收超材料的设计方法

摘要

本发明属于电磁波吸收与辐射控制领域，尤其涉及一种太赫兹宽频带吸收超材料的设计方法，根据有效介质理论，并且运用CST微波工作室通过频域仿真得到S参数，周期性单元结构在x和y方向均为周期性分布，并将其设为周期性边界条件。结合扫描得到的参数S11和S21，计算出阻抗值。通过改变单元结构的周期及金属薄膜与介质材料的尺寸，调节对应的吸收频率，将多个金属薄膜与介质材料交叉堆叠在一个单元周期内，使不同的谐振圆台对应的吸收谱线叠加。本发明能够有效拓宽太赫兹频带的吸收谱，使其在吸收率超过90％以上的频带得到拓宽，同时也保证了一定高度的相对吸收带宽。且前9个吸收峰是由该单元结构内部引起的，所以不受周期的影响。

主权项

一种太赫兹宽频带吸收超材料的设计方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤(1)根据有效介质理论，超材料太赫兹材料的性能由磁导率μ和介电常数ε决定，而反射率R(ω)和透射率T(ω)取决于折射率n和波阻抗Z，均与磁导率μ和介电常数ε相关；采用有限元法，数值计算得到S参数，仿真时采用频域计算模式TM极化波，磁场沿着y方向，垂直于x‑z平面，在仿真时会作为激励源沿着z方向垂直照射到吸波结构上；x方向为周期性边界；结合参数扫描结果，得到仅有单个尺寸谐振单元的超材料太赫兹吸波材料的最优吸收曲线，同时根据入射端口和出射端口得到的参数S11和S21，从而计算出等效阻抗Z。步骤(2)通过改变单元结构的周期及金属薄膜与介质材料的尺寸，调节对应的吸收频率，将多个金属薄膜与介质材料堆叠在一个周期单元内，使不同的谐振圆台对应的吸收谱线叠加。