CN102770008A - 一种吸波装置 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供了一种吸波装置，该装置包括吸波模块和电磁波角度调整模块，其中，电磁波角度调整模块将点源发出的球面电磁波入射的电磁波转换成平行电磁波，平行电磁波再入射到吸波模块，被吸波模块吸收；利用本发明实施例中的吸波装置能使得从点源发出的电磁波经过电磁波角度调整模块后变为平面波，垂直入射到吸波模块上，从而使对由点源发出的电磁波都有很好的吸波效果。
Description
【技术领域】
本发明涉及一种吸波装置，特别涉及一种可吸收点源发出的球面电磁波的吸波装置。
【背景技术】
超材料是指一些具有天然材料所不具备的超常物理性质的人工复合结构或复合材料；通过在材料的关键物理尺度上的结构有序设计，可以突破某些表观自然规律的限制，从而获得超出自然界固有的普通性质的超常材料功能。
超材料由介质基板和设置在基板上的多个金属微结构组成，可以提供各种普通材料具有和不具有的材料特性。单个金属微结构大小一般小于1/10个波长，其对外加电场和/或磁场具有电响应和/或磁响应，从而具有表现出等效介电常数和/或等效磁导率。金属微结构的等效介电常数和等效磁导率由其拓扑结构和几何尺寸参数决定，可人为设计和控制。并且，金属微结构可以具有人为设计的各向异性的电磁参数。
随着现代科学技术的发展，电磁波辐射对环境的影响日益增大。在机场，飞机航班因电磁波干扰无法起飞而误点；在医院，移动电话常会干扰各种电子诊疗仪器的正常工作。因此，治理电磁污染迫在眉睫。
在现有技术中，超材料也被运用到吸波装置，如图1所示，吸波装置包括吸波模块，吸波模块包括基板11，基板11的一面设置多个人造微结构12，并在基板11的另一面镀上金属，其中，基板11是由吸波材料制成；如果电磁波垂直入射到设置有多个人造微结构12的基板11的面上，这种设计的吸波效果非常好；但是如果电磁波不是垂直入射到设置有多个人造微结构12的基板11面上，而是由点源发出并入射到吸波模块的，那么吸波效果就不理想了；那么，如何使得由点源发出的电磁波也能达到较好的吸波效果，就成了亟待解决的问题。
【发明内容】
本发明所要解决的技术问题是提供一种能使电磁波从点源发出的球面电磁波入射都能达到较好的吸波效果的吸波装置。
一种吸波装置，包括吸波模块，该装置还包括能使点源发出的球面电磁波转换成平面电磁波的电磁波角度调整模块，其中平面电磁波垂直射入所述吸波模块，电磁波角度调整模块包括至少一片非均匀超材料，该非均匀超材料的折射率自中心沿径向逐渐减小从而成环形分布。
在本发明实施例中，通过在吸波装置中增加一个电磁波角度调整模块，能将点源发出的球面电磁波转换成平面电磁波，使得从点源发出的电磁波经过电磁波角度调整模块后变为平面波，垂直入射到吸波模块上，从而使对由点源发出的电磁波都有很好的吸波效果。
【附图说明】
图1是现有技术中吸波装置示意图；
图2是本发明实施例一中吸波装置示意图；
图3是本发明实施例二中吸波装置示意图；
图4是本发明实施例二中吸波装置中的超材料示意图；
图5是非均匀超材料的折射率自中心沿径向逐渐减小从而成环形分布的示意图。
【具体实施方式】
下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。
请参阅图2，本发明实施例中一种吸波装置的第一实施例包括：
吸波装置包括吸波模块21和电磁波角度调整模块22，其中，电磁波角度调整模块22将点源发出的球面电磁波转换成平面电磁波，平面电磁波的各波束相互平行，等相面为平面。该平面电磁波再入射到吸波模块，被吸波模块吸收，电磁波角度调整模块包括至少一片非均匀超材料，该非均匀超材料的折射率自中心沿径向逐渐减小从而成环形分布。
在本实施例中，通过在吸波装置中增加一个电磁波角度调整模块，能将从点源发出的电磁波经过电磁波角度调整模块后变为平面波，垂直入射到吸波模块上，从而使对由点源发出的电磁波都有很好的吸波效果。
请参阅图3、图4，本发明实施例中一种吸波装置的第二实施例包括：
吸波装置包括吸波模块31和电磁波角度调整模块32，其中，电磁波角 度调整模块32将从点源发出的电磁波经过电磁波角度调整模块32后变为平面波，垂直入射到吸波模块31上，被吸波模块31吸收，其中吸波模块的表面，即平行电磁波射入的面上附着有多个人造微结构，另一面镀上金属铜，以增加吸波效果，也可以镀其他金属，此处不做限制。
电磁波角度调整模块由多片相同的非均匀超材料33叠加而成，每一片非均匀超材料33的折射率由四周逐渐向中间递增，如图4所示，非均匀超材料33两端的折射率分别为n1和n2，中间的为n3，其中，n3大于n1，且n3大于n2；电磁波通过该电磁波角度调整模块时，因为电磁波有往折射率高的方向偏折的特性，那么从点源发出的球面电磁波，在射出的时候，都会朝中间方向发生偏折，从而能将从点源发出的电磁波经过电磁波角度调整模块后变为平面波，垂直入射到吸波模块上。
其中，如图4所示，非均匀超材料的折射率自中心(圆心O)沿径向逐渐减小从而成环形分布，即，圆心处的折射率最大，半径越大的同心圆，其圆周所在的超材料局部折射率越小，例如，圆周51的折射率＞圆周52的折射率＞圆周53的折射率＞圆周54的折射率＞圆周55的折射率。
在对电磁波角度调整模块具体的设计上，可以根据需要吸收的电磁波的频率段，通过改变每一片非均匀超材料的介电常数和磁导率来改变折射率，进而控制该频率段电磁波的偏折角度的大小，以保证从电磁波角度调整模块射出的平行电磁波。
非均匀超材料包括片状基板和附着在基板上的人造微结构，其中，人造微结构是各向同性的；人造微结构为具有特定形状的附着在片状基板上的金属线，并且人造微结构形状为旋转90度对称图案；金属线可以是银线、铜线、金线等金属线，也可以是合金线，此处不做限制。
在本实施例中，通过在吸波装置中增加一个电磁波角度调整模块，能将从点源发出的电磁波经过电磁波角度调整模块后变为平面波，垂直入射到吸波模块上，从而使对由点源发出的电磁波都有很好的吸波效果。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求 所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。
Claims (10)
1.一种吸波装置，包括吸波模块，其特征在于，所述装置还包括能使点源发出的球面电磁波转换成平面电磁波的电磁波角度调整模块，所述平面电磁波垂直射入所述吸波模块，所述电磁波角度调整模块包括至少一片非均匀超材料，所述非均匀超材料的折射率自中心沿径向逐渐减小从而成环形分布。
2.根据权利要求1所述的吸波装置，其特征在于，所述吸波模块中电磁波射入的面上附着有多个人造微结构，另一面镀有金属。
3.根据权利要求2所述的吸波装置，其特征在于，所述电磁波角度调整模块由多片相同的非均匀超材料叠加而成。
4.根据权利要求3所述的吸波装置，其特征在于，所述非均匀超材料包括基板以及设置在基板上的多个人造微结构。
5.根据权利要求4所述的吸波装置，其特征在于，所述基板的材质为聚四氟乙烯或者陶瓷。
6.根据权利要求4所述的吸波装置，其特征在于，所述多个人造微结构在空间中阵列排布。
7.根据权利要求6所述的吸波装置，其特征在于，所述人造微结构是各向同性的。
8.根据权利要求7所述的吸波装置，其特征在于，所述人造微结构的形状为旋转90度对称图案。
9.根据权利要求8所述的吸波装置，其特征在于，所述人造微结构为具有特定形状的附着在所述片状基板上的金属线。
10.根据权利要求9所述的吸波装置，其特征在于，所述金属线为银线或铜线。
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