超緊湊型超材料吸波單元的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種超緊湊型超材料吸波單元，包括：第一金屬薄膜，在矩形金屬薄膜上設有矩形介質(zhì)層，在矩形介質(zhì)層上設有第二金屬薄膜，在所述第一金屬薄膜設有鏤空，所述鏤空由第一C形鏤空和第二C形鏤空構(gòu)成且第一C形鏤空和第二C形鏤空呈背靠背設置，所述第二金屬薄膜由第一C形金屬箔和第二C形金屬箔構(gòu)成且第一C形金屬箔和第二C形金屬箔呈背靠背設置，所述鏤空的形狀與第二金屬薄膜的形狀互為相似形。本發(fā)明具有厚度極薄、吸波性能超過-15dB以上的優(yōu)點。
【專利說明】超緊湊型超材料吸波單元
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種超緊湊型超材料吸波單元。
【背景技術】
[0002]傳統(tǒng)的吸波材料要求要較厚的尺寸才能夠獲得較好的吸波效果，但是在低頻段，比如頻率為l-2GHz范圍內(nèi)，吸波材料厚度通常要超過IOmm以上，這在實際應用中收到了嚴重限制，尤其在結(jié)構(gòu)緊湊的微波電路中，更是難以使用，同時傳統(tǒng)的吸波材料的性能也就是-1OdB左右的水平，該指標在微波電路、天線陣列中常常也難以滿足要求。
[0003]為此，需要發(fā)明一種厚度極薄、吸波性能超過-15dB左右的材料，本發(fā)明正好可以滿足這樣的設計要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供一種厚度極薄、吸波性能超過-15dB以上的超緊湊型超材料吸波單
J Li ο
[0005]本發(fā)明采用如下技術方案:
一種超緊湊型超材料吸波單元，包括:第一金屬薄膜，在矩形金屬薄膜上設有矩形介質(zhì)層，在矩形介質(zhì)層上設有第二金屬薄膜，在所述第一金屬薄膜設有鏤空，所述鏤空由第一 C形鏤空和第二 C形鏤空構(gòu)成且第一 C形鏤空和第二 C形鏤空呈背靠背設置，所述第二金屬薄膜由第一 C形金屬箔和第二 C形金屬箔構(gòu)成且第一 C形金屬箔和第二 C形金屬箔呈背靠背設置，所述鏤空的形狀與第二金屬薄膜的形狀互為相似形。
[0006]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點:
互為相似形的鏤空與第二金屬薄膜，使得第一金屬薄膜與第二金屬薄膜形成互補，構(gòu)成互補超材料結(jié)構(gòu)，這種互補超材料結(jié)構(gòu)首先可以保證整個吸波單元的輸入阻抗在較寬的頻帶內(nèi)接近空氣的波阻抗，從而首先克服了傳統(tǒng)意義上是超材料吸波器阻抗匹配問題，這是超材料吸波器的首要滿足條件。不同于2008年Lindy首先提出的雙C形外加短微帶線結(jié)構(gòu)，位于第一金屬薄膜的結(jié)構(gòu)替代了傳統(tǒng)的較長尺寸的短微帶線結(jié)構(gòu)，既可以保證整個結(jié)構(gòu)中具有足夠大的等效電感，同時又有效縮小了整個單元的尺寸，該結(jié)構(gòu)還有利于進一步縮小整個單元厚度，也是基于同樣的鏤空結(jié)構(gòu)帶來較大的等效電感，因此，本發(fā)明的厚度小于100分之一工作波長，吸波性能超過_15dB，而常規(guī)的吸波材料厚度通常只能達到小于幾十分之一工作波長，且吸波性能一般為-1OdB左右。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]在結(jié)合附圖閱讀描述后，本發(fā)明的上述目的、其它特征和優(yōu)點都會更明顯，其中: 圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)側(cè)視圖。
[0008]圖2是本發(fā)明的第一金屬薄膜俯視圖。
[0009]圖3是本發(fā)明第一金屬薄膜的A-A剖視圖。[0010]圖4是本發(fā)明的矩形介質(zhì)層俯視圖。
[0011]圖5是本發(fā)明的第二金屬薄膜俯視圖。
[0012]圖6是本發(fā)明實施例中的吸波性能曲線。
【具體實施方式】
[0013]實施例1
一種超緊湊型超材料吸波單元，包括:第一金屬薄膜1，在矩形金屬薄膜I上設有矩形介質(zhì)層3，在矩形介質(zhì)層3上設有第二金屬薄膜4，在所述第一金屬薄膜I設有鏤空2，所述鏤空2由第一 C形鏤空21和第二 C形鏤空22構(gòu)成且第一 C形鏤空21和第二 C形鏤空22呈背靠背設置，所述第二金屬薄膜4由第一 C形金屬箔41和第二 C形金屬箔42構(gòu)成且第一 C形金屬箔41和第二 C形金屬箔42呈背靠背設置，所述鏤空2的形狀與第二金屬薄膜4的形狀互為相似形。第二金屬薄膜4在第一金屬薄膜I上的投影落入第一金屬薄膜I的鏤空2內(nèi)部。
[0014]下面是本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例的詳細內(nèi)容，實施例結(jié)合附圖進行說明。在可能的情況下，用于所有附圖和說明的同一標號表示相同或相似的部分。該實施例是一種用于射頻電路電磁隔離、微帶天線陣列單元隔離。由下至上包括三層結(jié)構(gòu)，最外延寬度為
7.2mm，最下一層材質(zhì)為矩形銅薄膜，厚度為17um，在該金屬薄膜中間有一準工字形狀部分被腐蝕鏤空，鏤空部分寬度為1.8mm ;在該金屬薄膜上側(cè)為一層矩形介質(zhì)材料，介電常數(shù)為60+0.24i，其厚度為0.95mm ;在該介質(zhì)材料上側(cè)為一層銅薄膜，厚度為17um，該金屬薄膜形狀為準工字形，金屬線寬為1mm，其吸波性能曲線如圖5所示。顯然在工作頻點1.2659GHz,該結(jié)構(gòu)的吸波性能超過_20dB，且其整體厚度僅有0.97mm,而對應的工作波長為239mm，相對而言，其整體厚度僅為1/246個工作波長。相比于傳統(tǒng)的吸波材料，該新型結(jié)構(gòu)具有極小的厚度和極佳的吸波性能。
[0015]本發(fā)明可以組合多個這樣的吸波單元可以構(gòu)建厚度很薄的吸波材料，通常這樣的吸波材料工作范圍在0.5GHz到150GHz之間，可以廣泛的用于微波器件內(nèi)部的電磁隔離、隱身等。
[0016]盡管本發(fā)明已經(jīng)參照附圖和優(yōu)選實施例進行了說明，但是，對于本領域的技術人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。本發(fā)明的各種更改、變化，和等同物有所附的權利要求書的內(nèi)容涵蓋。
【權利要求】
1.一種超緊湊型超材料吸波單元，其特征在于，包括:第一金屬薄膜(I)，在矩形金屬薄膜(I)上設有矩形介質(zhì)層(3 )，在矩形介質(zhì)層(3 )上設有第二金屬薄膜(4 )，在所述第一金屬薄膜(I)設有鏤空(2)，所述鏤空(2)由第一 C形鏤空(21)和第二 C形鏤空(22)構(gòu)成且第一 C形鏤空(21)和第二 C形鏤空(22)呈背靠背設置，所述第二金屬薄膜(4)由第一 C形金屬箔(41)和第二 C形金屬箔(42)構(gòu)成且第一 C形金屬箔(41)和第二 C形金屬箔(42)呈背靠背設置，所述鏤空(2)的形狀與第二金屬薄膜(4)的形狀互為相似形。
2.根據(jù)權利要求1所述的超緊湊型超材料吸波單元，其特征在于，第二金屬薄膜(4)在第一金屬薄膜(I)上的投影落入第一金屬薄膜(I)的鏤空(2)內(nèi)部。
【文檔編號】H05K9/00GK103746191SQ201410007228
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2014年1月8日 優(yōu)先權日:2014年1月8日
【發(fā)明者】張春華, 曹振新, 孔令仲 申請人:中電科技揚州寶軍電子有限公司, 東南大學