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宽带透射吸收极化无关超材料吸波体

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

鲁磊, 屈绍波, 施宏宇, 张安学, 夏颂, 徐卓, 张介秋
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  • 提出了一种新的基于磁性吸波体材料的具有低频透射和高频宽带吸收特性的超材料吸波体. 该超材料吸波体在1 GHz的透射系数为-0.5 dB,具有较好的低频透射特性,可以实现对低频信号的相互通信;在频率大于8.4 GHz的频段,吸收率均大于80%,基本覆盖整个X波段和Ku波段,实现高频宽带吸收. 此外,由于该超材料吸波体的单元金属周期结构具有较好的四重旋转对称性,因而是极化无关的. 该透射吸收超材料吸波体设计简单,实用性强,具有较强的潜在应用价值.
    • 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

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    Shen X P, Tui T J, Ye J X 2012 Acta Phys. Sin. 61 058101 (in Chinese) [沈晓鹏, 崔铁军, 叶建祥 2012 物理学报 61 058101]

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    Shen X P, Cui T J, Zhao J M, Ma H F, Jiang W X, Li H 2011 Opt. Express 19 9401

    [6]

    Li L, Yang Y, Liang C 2011 J. Appl. Phys. 110 063702

    [7]

    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

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    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]

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    Ding F, Cui Y X, Ge X C, Jin Y, He S L 2012 Appl. Phys. Lett. 100 103506

    [10]

    Sun L K, Cheng H F, Zhou Y J, Wang J 2012 Chin. Phys. B 21 055201

    [11]

    Cheng Y Z, Wang Y, Nie Y, Zheng D H, Gong R Z, Xiong X, Wang X 2012 Acta Phys. Sin. 61 134102 (in Chinese) [程用志, 王莹, 聂彦, 郑栋浩, 龚荣洲, 熊炫, 王鲜 2012 物理学报 61 134102]

    [12]

    Cheng Y Z, Nie Y, Gong R Z, Zheng D H, Fan Y N, Xiong X, Wang X 2012 Acta Phys. Sin. 61 134101 (in Chinese) [程用志, 聂彦, 龚荣洲, 郑栋浩, 范跃农, 熊炫, 王鲜 2012 物理学报 61 134101]

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    [14]

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    [15]

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    [16]

    Motevasselian A, Jonsson B L G 2012 IET Microw. Antennas Propag. 6 747

    [17]

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    [18]

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

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

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

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    Pozar D M 2005 Microwave Engineering (3rd Ed.) (New York: John Wiley & Sons) p160

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    Smith D R, Vier D C, Koschny T, Soukoulis C M 2005 Phys. Rev. E 71 036617

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  • [1] 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
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    [11] 李勇峰, 张介秋, 屈绍波, 王甲富, 吴翔, 徐卓, 张安学. 二维宽带相位梯度超表面设计及实验验证. 物理学报, 2015, 64(9): 094101. doi: 10.7498/aps.64.094101
    [12] 侯海生, 王光明, 李海鹏, 蔡通, 郭文龙. 超薄宽带平面聚焦超表面及其在高增益天线中的应用. 物理学报, 2016, 65(2): 027701. doi: 10.7498/aps.65.027701
    [13] 李唐景, 梁建刚, 李海鹏. 基于单层反射超表面的宽带圆极化高增益天线设计. 物理学报, 2016, 65(10): 104101. doi: 10.7498/aps.65.104101
    [14] 宁仁霞, 鲍婕, 焦铮. 基于石墨烯超表面的宽带电磁诱导透明研究. 物理学报, 2017, 66(10): 100202. doi: 10.7498/aps.66.100202
    [15] 周璐, 赵国忠, 李晓楠. 基于双开口谐振环超表面的宽带太赫兹涡旋光束产生. 物理学报, 2019, 68(10): 108701. doi: 10.7498/aps.68.20182147
    [16] 王栋, 许军, 陈溢杭. 介电常数近零模式与表面等离激元模式耦合实现宽带光吸收. 物理学报, 2018, 67(20): 207301. doi: 10.7498/aps.67.20181106
    [17] 何国华, 张俊祥, 叶莉华, 崔一平, 李振华, 来建成, 贺安之. 一种新型有机染料的宽带双光子吸收和光限幅特性的研究. 物理学报, 2003, 52(8): 1929-1933. doi: 10.7498/aps.52.1929
    [18] 李唐景, 梁建刚, 李海鹏, 牛雪彬, 刘亚峤. 基于单层线-圆极化转换聚焦超表面的宽带高增益圆极化天线设计. 物理学报, 2017, 66(6): 064102. doi: 10.7498/aps.66.064102
    [19] 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
    [20] 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
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出版历程
  • 收稿日期:  2013-09-02
  • 修回日期:  2013-10-11
  • 刊出日期:  2014-01-20

宽带透射吸收极化无关超材料吸波体

  • 1. 空军工程大学理学院, 西安 710051;
  • 2. 西安交通大学电子与信息工程学院, 西安 710049;
  • 3. 西安交通大学, 电子材料与器件教育部重点实验室, 西安 710049
    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: 提出了一种新的基于磁性吸波体材料的具有低频透射和高频宽带吸收特性的超材料吸波体. 该超材料吸波体在1 GHz的透射系数为-0.5 dB,具有较好的低频透射特性,可以实现对低频信号的相互通信;在频率大于8.4 GHz的频段,吸收率均大于80%,基本覆盖整个X波段和Ku波段,实现高频宽带吸收. 此外,由于该超材料吸波体的单元金属周期结构具有较好的四重旋转对称性,因而是极化无关的. 该透射吸收超材料吸波体设计简单,实用性强,具有较强的潜在应用价值.

English Abstract

参考文献 (22)

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