搜索

文章查询

x

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

极薄宽角度平面超材料吸波体仿真与实验验证

鲁磊 屈绍波 苏兮 尚耀波 张介秋 柏鹏

极薄宽角度平面超材料吸波体仿真与实验验证

鲁磊, 屈绍波, 苏兮, 尚耀波, 张介秋, 柏鹏
PDF
导出引用
导出核心图
  • 仿真和实验验证了厚度极薄的平面结构超材料吸波体, 该吸波体采用加载交指电容的耶路撒冷十字结构, 通过增加单元间的耦合电容显著降低了其工作频率. 测试结果表明, 该超材料吸波体在1.58 GHz, 吸收率峰值为88.48%, 其厚度为2 mm, 约为1/95工作波长, 吸波体的单元尺寸为11 mm, 约为1/17工作波长. 此外, 通过金属通孔将耶路撒冷十字结构与金属底板相连接, 使其对斜入射横电和横磁极化电磁波具有宽角度吸收特性, 在60°时依然具有较高的吸收率, 且吸收峰频率几乎不发生偏移, 从而使其更具实用价值.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 11274389)和国家重点基础研究发展计划(批准号: 2009CB623306) 资助的课题.
    [1]

    Landy N I, Sajuyigbe S, Mock J J, Smith D R, Padilla W J 2008 Phys. Rev. Lett. 100 207402

    [2]

    Zhang Y P, Zhao X P, Bao S, Luo C R 2010 Acta Phys. Sin. 59 6078 (in Chinese) [张燕萍, 赵晓鹏, 保石, 罗春荣 2010 物理学报 59 6078]

    [3]

    Cheng Y Z, Xiao T, Yang H L, Xiao B X 2010 Acta Phys. Sin. 59 5715 (in Chinese) [程用志, 肖婷, 杨河林, 肖柏勋 2010 物理学报 59 5715]

    [4]

    Bao S, Luo C R, Zhang Y P, Zhao X P 2010 Acta Phys. Sin. 59 3187 (in Chinese) [保石, 罗春荣, 张艳萍, 赵晓鹏 2010 物理学报 59 3187]

    [5]

    Xu Y Q, Zhou P H, Zhang H B, Chen L, Deng L J 2011 J. Appl. Phys. 110 044102

    [6]

    Ma Y, Chen Q, Grant J, Saha S C, Khalid A, Cumming D R S 2011 Opt. Lett. 36 945

    [7]

    Chen S, Cheng H, Yang H F, Li J J, Duan X Y 2011 Appl. Phys. Lett. 99 253104

    [8]

    Huang Y J, Wen G J, Li J, Zhong J P, Wang P, Sun Y H, Gordon O, Zhu W R 2012 Chin. Phys. B 21 117801

    [9]

    Yang Y J, Huang Y J, Wen G J, Zhong J P, Sun H B, Gordon O 2012 Chin. Phys. B 21 038501

    [10]

    Shen X P, Yang Y, Zang Y Z, Gu J, Han J G, Zhang W L, Cui T J 2012 Appl. Phys. Lett. 101 154102

    [11]

    Fante R L, Mccormack M T 1988 IEEE Trans. Antennas Propag. 36 1443

    [12]

    Simovski C R, Maagt P D, Member S, Melchakova I V 2005 IEEE Trans. Antennas Propag. 53 908

    [13]

    Costa F, Monorchio A 2012 IEEE Trans. Antenn. Propag. 60 4650

    [14]

    Raynolds J E, Munk B A, Pryor J B, Marhefka R J 2003 J. Appl. Phys. 93 5346

    [15]

    Costa F, Monorchio A, Manara G 2012 IEEE Antenn. Propag. Mag. 54 35

    [16]

    Luukkonen O, Simovski C, Granet G, Goussetis G, Lioubtchenko D, Räisänen A V, Tretyakov S A 2008 IEEE Trans. Antenn. Propag. 56 1624

    [17]

    Costa F, Monorchio A, Manara G 2009 International Conference on Electromagnetics in Advanced Applications Turin, Italy, September 14-18, 2009 p852

    [18]

    Costa F, Monorchio A, Manara G 2009 IEEE Antennas and Propagation Society International Symposium Charleston, USA, June 1-5, 2009 p1

    [19]

    Tretyakov S 2003 Analytical Modeling in Applied Electromagnetics (1st Ed.) (London: Artech House) p230

  • [1]

    Landy N I, Sajuyigbe S, Mock J J, Smith D R, Padilla W J 2008 Phys. Rev. Lett. 100 207402

    [2]

    Zhang Y P, Zhao X P, Bao S, Luo C R 2010 Acta Phys. Sin. 59 6078 (in Chinese) [张燕萍, 赵晓鹏, 保石, 罗春荣 2010 物理学报 59 6078]

    [3]

    Cheng Y Z, Xiao T, Yang H L, Xiao B X 2010 Acta Phys. Sin. 59 5715 (in Chinese) [程用志, 肖婷, 杨河林, 肖柏勋 2010 物理学报 59 5715]

    [4]

    Bao S, Luo C R, Zhang Y P, Zhao X P 2010 Acta Phys. Sin. 59 3187 (in Chinese) [保石, 罗春荣, 张艳萍, 赵晓鹏 2010 物理学报 59 3187]

    [5]

    Xu Y Q, Zhou P H, Zhang H B, Chen L, Deng L J 2011 J. Appl. Phys. 110 044102

    [6]

    Ma Y, Chen Q, Grant J, Saha S C, Khalid A, Cumming D R S 2011 Opt. Lett. 36 945

    [7]

    Chen S, Cheng H, Yang H F, Li J J, Duan X Y 2011 Appl. Phys. Lett. 99 253104

    [8]

    Huang Y J, Wen G J, Li J, Zhong J P, Wang P, Sun Y H, Gordon O, Zhu W R 2012 Chin. Phys. B 21 117801

    [9]

    Yang Y J, Huang Y J, Wen G J, Zhong J P, Sun H B, Gordon O 2012 Chin. Phys. B 21 038501

    [10]

    Shen X P, Yang Y, Zang Y Z, Gu J, Han J G, Zhang W L, Cui T J 2012 Appl. Phys. Lett. 101 154102

    [11]

    Fante R L, Mccormack M T 1988 IEEE Trans. Antennas Propag. 36 1443

    [12]

    Simovski C R, Maagt P D, Member S, Melchakova I V 2005 IEEE Trans. Antennas Propag. 53 908

    [13]

    Costa F, Monorchio A 2012 IEEE Trans. Antenn. Propag. 60 4650

    [14]

    Raynolds J E, Munk B A, Pryor J B, Marhefka R J 2003 J. Appl. Phys. 93 5346

    [15]

    Costa F, Monorchio A, Manara G 2012 IEEE Antenn. Propag. Mag. 54 35

    [16]

    Luukkonen O, Simovski C, Granet G, Goussetis G, Lioubtchenko D, Räisänen A V, Tretyakov S A 2008 IEEE Trans. Antenn. Propag. 56 1624

    [17]

    Costa F, Monorchio A, Manara G 2009 International Conference on Electromagnetics in Advanced Applications Turin, Italy, September 14-18, 2009 p852

    [18]

    Costa F, Monorchio A, Manara G 2009 IEEE Antennas and Propagation Society International Symposium Charleston, USA, June 1-5, 2009 p1

    [19]

    Tretyakov S 2003 Analytical Modeling in Applied Electromagnetics (1st Ed.) (London: Artech House) p230

  • [1] 顾超, 屈绍波, 裴志斌, 徐卓, 马华, 林宝勤, 柏鹏, 彭卫东. 一种极化不敏感和双面吸波的手性超材料吸波体. 物理学报, 2011, 60(10): 107801. doi: 10.7498/aps.60.107801
    [2] 顾超, 屈绍波, 裴志斌, 徐卓, 柏鹏, 彭卫东, 林宝勤. 基于磁谐振器加载的宽频带超材料吸波体的设计. 物理学报, 2011, 60(8): 087801. doi: 10.7498/aps.60.087801
    [3] 顾超, 屈绍波, 裴志斌, 徐卓, 林宝勤, 周航, 柏鹏, 顾巍, 彭卫东, 马华. 基于电阻膜的宽频带超材料吸波体的设计. 物理学报, 2011, 60(8): 087802. doi: 10.7498/aps.60.087802
    [4] 王莹, 程用志, 聂彦, 龚荣洲. 基于集总元件的低频宽带超材料吸波体设计与实验研究. 物理学报, 2013, 62(7): 074101. doi: 10.7498/aps.62.074101
    [5] 杨欢欢, 曹祥玉, 高军, 刘涛, 李思佳, 赵一, 袁子东, 张浩. 基于电磁谐振分离的宽带低雷达截面超材料吸波体. 物理学报, 2013, 62(21): 214101. doi: 10.7498/aps.62.214101
    [6] 王雯洁, 王甲富, 闫明宝, 鲁磊, 马华, 屈绍波, 陈红雅, 徐翠莲. 基于多阶等离激元谐振的超薄多频带超材料吸波体. 物理学报, 2014, 63(17): 174101. doi: 10.7498/aps.63.174101
    [7] 鲁磊, 屈绍波, 施宏宇, 张安学, 夏颂, 徐卓, 张介秋. 宽带透射吸收极化无关超材料吸波体. 物理学报, 2014, 63(2): 028103. doi: 10.7498/aps.63.028103
    [8] 郭飞, 杜红亮, 屈绍波, 夏颂, 徐卓, 赵建峰, 张红梅. 基于磁/电介质混合型基体的宽带超材料吸波体的设计与制备. 物理学报, 2015, 64(7): 077801. doi: 10.7498/aps.64.077801
    [9] 程用志, 王莹, 聂彦, 郑栋浩, 龚荣洲, 熊炫, 王鲜. 基于电阻型频率选择表面的低频宽带超材料吸波体的设计. 物理学报, 2012, 61(13): 134102. doi: 10.7498/aps.61.134102
    [10] 杨欢欢, 曹祥玉, 高军, 刘涛, 马嘉俊, 姚旭, 李文强. 基于超材料吸波体的低雷达散射截面微带天线设计. 物理学报, 2013, 62(6): 064103. doi: 10.7498/aps.62.064103
    [11] 鲁磊, 屈绍波, 马华, 余斐, 夏颂, 徐卓, 柏鹏. 基于电磁谐振的极化无关透射吸收超材料吸波体. 物理学报, 2013, 62(10): 104102. doi: 10.7498/aps.62.104102
    [12] 鲁磊, 屈绍波, 夏颂, 徐卓, 马华, 王甲富, 余斐. 极化无关双向吸收超材料吸波体的仿真与实验验证. 物理学报, 2013, 62(1): 013701. doi: 10.7498/aps.62.013701
    [13] 李文强, 曹祥玉, 高军, 赵一, 杨欢欢, 刘涛. 基于超材料吸波体的低雷达散射截面波导缝隙阵列天线. 物理学报, 2015, 64(9): 094102. doi: 10.7498/aps.64.094102
    [14] 刘立国, 吴微微, 吴礼林, 莫锦军, 付云起, 袁乃昌. 等效环路有限差分算法及其在人工复合材料设计中的应用. 物理学报, 2013, 62(13): 130203. doi: 10.7498/aps.62.130203
    [15] 吴雨明, 丁霄, 王任, 王秉中. 基于等效介质原理的宽角超材料吸波体的理论分析. 物理学报, 2020, 69(5): 054202. doi: 10.7498/aps.69.20191732
    [16] 程用志, 聂彦, 龚荣洲, 郑栋浩, 范跃农, 熊炫, 王鲜. 基于超材料与电阻型频率选择表面的薄型宽频带吸波体的设计. 物理学报, 2012, 61(13): 134101. doi: 10.7498/aps.61.134101
    [17] 刘桐君, 习翔, 令永红, 孙雅丽, 李志伟, 黄黎蓉. 宽入射角度偏振不敏感高效异常反射梯度超表面. 物理学报, 2015, 64(23): 237802. doi: 10.7498/aps.64.237802
    [18] 李小兵, 陆卫兵, 刘震国, 陈昊. 基于可调石墨烯超表面的宽角度动态波束控制. 物理学报, 2018, 67(18): 184101. doi: 10.7498/aps.67.20180592
    [19] 王怀强, 杨运友, 鞠艳, 盛利, 邢定钰. 铁磁绝缘体间的极薄Bi2Se3薄膜的相变研究. 物理学报, 2013, 62(3): 037202. doi: 10.7498/aps.62.037202
    [20] 顾巍, 顾超, 屈绍波, 裴志斌, 刘嘉, 徐卓. 准全向平板超材料吸波体的设计. 物理学报, 2011, 60(3): 037801. doi: 10.7498/aps.60.037801
  • 引用本文:
    Citation:
计量
  • 文章访问数:  743
  • PDF下载量:  1071
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2013-04-19
  • 修回日期:  2013-07-19
  • 刊出日期:  2013-10-20

极薄宽角度平面超材料吸波体仿真与实验验证

  • 1. 空军工程大学理学院, 西安 710051;
  • 2. 空军工程大学综合电子信息系统与电子对抗技术研究中心, 西安 710051;
  • 3. 空军工程大学信息与导航学院, 西安 710077
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号: 11274389)和国家重点基础研究发展计划(批准号: 2009CB623306) 资助的课题.

摘要: 仿真和实验验证了厚度极薄的平面结构超材料吸波体, 该吸波体采用加载交指电容的耶路撒冷十字结构, 通过增加单元间的耦合电容显著降低了其工作频率. 测试结果表明, 该超材料吸波体在1.58 GHz, 吸收率峰值为88.48%, 其厚度为2 mm, 约为1/95工作波长, 吸波体的单元尺寸为11 mm, 约为1/17工作波长. 此外, 通过金属通孔将耶路撒冷十字结构与金属底板相连接, 使其对斜入射横电和横磁极化电磁波具有宽角度吸收特性, 在60°时依然具有较高的吸收率, 且吸收峰频率几乎不发生偏移, 从而使其更具实用价值.

English Abstract

参考文献 (19)

目录

    /

    返回文章
    返回