CN110187338A - 一种宽带透射匹配层结构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种宽带透射匹配层结构，包括正面接收电磁波且反面与待检测介质接触的介质板，其特征在于，所述的介质板正面为平面或刻录呈周期排列的第一谐振环，反面刻录呈周期排列的第二谐振环，通过调节第二谐振环的形状和大小以及介质板的厚度实现电磁波在设定频带内的全部透射。与现有技术相比，本发明具有方法新颖、制造简单、超薄低损耗、宽频透射、多角度入射增强、适用性广等优点。

Description

一种宽带透射匹配层结构
技术领域
本发明涉及无损探测系统的探地雷达信号增强技术领域，尤其是涉及一种宽带透射匹配层结构。
背景技术
电磁功能材料是一种人工构造的亚波长结构，可以实现传统材料中不具有的现象和功能，有效的调控电磁波。例如单独具有负介电常数和负磁导率的结构，在多种设计中已经实现。其它相关效应如电磁超分辨聚焦，电磁隐身和放大倏逝波等现象也已经在实验室中实现了。同时具有负相对介电常数和负磁导率，可以表现出负折射率，实现超分辨汇聚，称为左手材料。在实验室中利用谐振环和有一定宽度的十字作为单元结构进行周期性排列，刻录在低损耗的介质板如玻璃纤维板正反面，可以在设计频率上实现电磁波的全透现象，称之为人工电磁材料增透膜(antireflection coating using metamaterials)。也可在玻璃纤维板或其它介质板正面刻录周期性排列的谐振环，反面刻录较薄的金属层，可以在设计频率点实现入射波的全部吸收现象，称之为人工电磁材料吸收体(absorbers usingmetamaterials)。当谐振环在介质板表面周期性排列时，也可以反射特定频率的电磁波，被称为频率选择性表面(frequency selective surface)。在人工电磁材料增透膜或吸收体设计时，介质板表面周期性排列的谐振环的形状并不固定，可以为多种经典的谐振环结构。
在现有的无损探测系统如探地雷达信号增强技术中，主要采用图像处理的方式对原始信号进行一系列增强，如基于图像明显特征的直达波、地表反射波去除，背景去噪、图像滤波及增益等。这些方法本质上只是对原始数据进行显示增强，并不会增加更多有用的信息。同时，噪声去除时也会不可避免地滤掉一些有用信号，造成后续信息判读的失误与遗漏。利用电磁超材料也可制造出具有增益和频率选择性功能的天线，但当增益后的信号传播到待检测体表面时同样会有大量信号被反射，无法进入被测内部。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种宽带透射匹配层结构。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种宽带透射匹配层结构，包括正面接收电磁波且反面与待检测介质接触的介质板，所述的介质板正面为平面或刻录呈周期排列的第一谐振环，反面刻录呈周期排列的第二谐振环，通过调节第二谐振环的形状和大小以及介质板的厚度实现电磁波在设定频带内的全部透射。
第一谐振环为裂环谐振环、闭环谐振环、设定宽度的十字形谐振器或直条形谐振器，当第一谐振环为裂环谐振环或闭环谐振环时，其形状为方形、圆形或裂口十字形，第一谐振环的大小小于周期长度，且厚度小于0.1mm。
所述的第二谐振环的形式为裂环或闭环，形状为方形、圆形和/或裂口十字形，第二谐振环的大小小于周期长度，且厚度小于0.1mm。
所述的第一谐振环和第二谐振环的材质为金、银、铜或铁及其合金。
所述的介质板采用聚四氟乙烯玻璃纤维板、聚四氟乙烯陶瓷板、亚克力板或聚酰亚胺板，其相对介电常数在1-6之间。
该匹配层结构的厚度小于0.2倍电磁波波长。
所述的介质板在TE和TM入射模式下，电磁波入射角在0°到60°范围内变化时，透射率在43％的相对带宽内大于90％；在电磁波正入射时，所述的介质板的透射率在38％的相对带宽内大于97％。
当介质板的厚度在1mm范围内波动时对透射率的影响不超过2％。
所述的匹配层的工作频段为兆赫兹至太赫兹，通过调节谐振环尺寸及介质板厚度平移透射增强的频率范围，当谐振环的几何参数及介质板厚度单位从毫米调节为微米时，则将其透射增强频率范围从千兆赫调节至太赫兹范围。
该匹配层结构用于多种不同待测介质的透射增强，待检测介质材质和类型为水泥/沥青路面地下埋藏物表面，公路/铁路/隧道人工设施，土壤、墙体及矿山具有较强反射的自然体，当待检测介质的类型与电性参数发生变化时，可以通过调节匹配层表面谐振单元的尺寸及介质板的厚度达到完美宽带透射。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、方法新颖：本发明首次发现调控匹配层与被测体接触面反射系数的幅值和相位对形成宽频带电磁干涉具有重要作用，并提出了使用裂环或闭环进行反射系数的相位和幅值调节，从而实现了宽频带反射减弱和透射增强现象。
2、制造简单：由于不同的裂口谐振环单元具有相似的物理性质，所以均可用于调节匹配层与被测体接触面反射系数的幅值和相位，同时，由于左手材料本身的特性，匹配层的透射增强性能不依赖于介质板的相对介电常数，这种单元结构的多样性及介质板材料选择的广泛性，在制造和应用上具有很大的优势。
3、超薄低损耗：本发明提出的匹配层利用电磁干涉原理，主要是通过匹配层前后两个界面上变化的相位和幅值干涉来达到反射减弱的目的，因此，对匹配层介质板的厚度依赖性低，匹配层厚度较小，这也极大降低了匹配层本身的损耗。
4、宽频透射：相较于其它的透射增强技术，本发明使用普遍的电磁干涉原理，通过调节空气与匹配层及匹配层与待测介质相邻界面相位和幅值，实现了宽频(相对带宽为38％)的透射增强和反射减弱，工作带宽是传统窄带超材料增透膜带宽的2倍。
5、多角度入射增强：由于本发明采取周期性排列的超材料谐振单元，同时，单元本身也是系统对称的结构，使得该匹配层能够对入射角0°到60°变化的电磁信号均能起到良好的宽频增强性能。同时，由于谐振单元的系统对称性和排列的周期性，该类宽带匹配层对入射波的极化模式并不敏感。
6、适用性广：本发明提出的结构可用于多种不同介质之间的匹配，用于减弱电磁波的反射，增强能量透射。可用于水泥、土壤、岩石这类自然介质的探测，也可用于公路、铁路及隧道这类人工设施的检测。
附图说明
图1a为双层裂环形式的谐振环结构示意图。
图1b为十字裂环形式的谐振环结构示意图。
图1c为圆形裂环形式的谐振环结构示意图。
图1d为十字型形式的谐振环结构示意图。
图2为放置匹配层时电磁波在“空气—匹配层—待测介质”相邻界面的反射与透射模型，图中注记为不同界面的反射/透射系数及其对应的相位。
图3为不同界面的反射波在匹配层正面达到干涉相减所需要的反射系数和相位，其中灰色标记区域表示在该频带内满足信号增强的条件r12＝r21＝r23和φ21+φ23+2β＝0，其中，图(3a)为两个界面的反射系数特征，图(3b)为反射系数对应的相位及干涉相减的相位条件φ21+φ23+2β特征，图(3c)为满足干涉条件时从空气经过匹配层到待测介质的反射率和透射率。
图4为当匹配层正面无第一谐振器时匹配层的反射/透射率，其中，图(4a)为单元结构，深灰色区域为匹配层介质，浅灰色区域为待测介质，图(4b)为使用该匹配层后从空气到待测介质的反射率及透射率，水平虚线为无匹配层时待测介质的原始反射率(35％)及透射率(65％)。
图5为当匹配层正面的第一谐振器及反面第二谐振环为同一种谐振环时匹配层的反射/透射率，其中，图(5a)为单元结构，深灰色区域为匹配层介质，浅灰色区域为待测介质，图(5b)为使用该匹配层后从空气到待测介质的反射率及透射率，水平虚线为无匹配层时待测介质的原始反射率(35％)及透射率(65％)。
图6为当匹配层正面的第一谐振器及反面第二谐振环为不同种谐振环时匹配层的反射/透射率，正面为十字裂环，反面为双层裂环，其中，图(6a)为单元结构，深灰色区域为匹配层介质，浅灰色区域为待测介质，图(6b)为使用该匹配层后从空气到待测介质的反射率及透射率，水平虚线为无匹配层时待测介质的原始反射率(35％)及透射率(65％)。
图7为当匹配层正面的第一谐振器及反面第二谐振环为不同形状谐振环时匹配层的反射/透射率，正面为圆形裂环，反面为十字裂环，其中，图(7a)为单元结构，深灰色区域为匹配层介质，浅灰色区域为待测介质，图(7b)为使用该匹配层后从空气到待测介质的反射率及透射率。水平虚线为无匹配层时待测介质的原始反射率(35％)及透射率(65％)。
图8为当匹配层正面为谐振器，反面为裂环时匹配层的反射/透射率。正面为有宽带的十字谐振器，反面为十字裂环，其中，图(8a)为单元结构，深灰色区域为匹配层介质，浅灰色区域为待测介质。(8b)为使用该匹配层后从空气到待测介质的反射率及透射率，水平虚线为无匹配层时待测介质的原始反射率(35％)及透射率(65％)。
图9为当匹配层正面为谐振器，反面为裂环时匹配层的反射/透射率。正面为有宽带的十字谐振器，反面为圆形裂环，其中，图(9a)为单元结构，深灰色区域为匹配层介质，浅灰色区域为待测介质，图(9b)为使用该匹配层后从空气到待测介质的反射率及透射率。水平虚线为无匹配层时待测介质的原始反射率(35％)及透射率(65％)。
图10为这一类宽带匹配层在横电波和横磁波不同角度入射时反射率等值线图(以图(5a)结构为例)，其中，图(10a)为横电波入射时在不同频率范围内反射率随角度变化特征，(10b)为横磁波入射时在不同频率范围内反射率随角度变化特征。
图11为匹配层样品透射增强特性的测量实验及结果，其中，图(11a)为实验测量平台，其中匹配层样品整体长宽均为400毫米，厚度为20毫米，(10b)为测量的透射率、吸收率及反射率曲线，其中，水平虚线为无匹配层放置时湿砖的原始反射率。
图12为宽带匹配层样品在横电波和横磁波不同角度入射时反射率测量值等值线图，其中，图(12a)为横电波入射时在不同频率反射率随角度变化特征，图(12b)为横磁波入射时在不同频率反射率随角度变化特征。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
本发明通过人工电磁材料谐振单元在介质板表面的周期性排列，设计了一种可以在两种不同阻抗的介质之间进行阻抗匹配，减弱反射信号的匹配层结构，在无损探测应用中，提供了一种通过消除或减弱天线信号在地表产生的强反射，从而增加无损探测系统如探地雷达探测信号强度和提高探测深度的新方式。
该人工电磁材料匹配层结构包括正面介质板表面与反面谐振环阵列；正反面均为谐振环阵列；正面谐振器(如十字谐振器)阵列和反面谐振环阵列三类。其中，可用于相位调控的谐振器如图1所示，其中，图1a-1c为谐振环，可作为第一谐振器和第二谐振环，刻录于介质板的正反面，图1d为其它类型的谐振器，可作为第一谐振器刻录在介质板正面。同时，可刻录在介质板正面的第一谐振器可以为谐振环，也可为其它谐振器；可刻录在介质板反面的第二谐振环形状除图1a-1c所示的谐振环外，也可为其它中心对称的方环、圆环或十字裂环。当介质板正面没有设置谐振器阵列仅为平面时，介质板反面有谐振环阵列时，通过简单调节介质板相对介电常数和厚度同样可以达到宽带透射特性。
谐振环刻录在低损耗的板材，如聚四氟乙烯玻璃纤维板、聚四氟乙烯陶瓷板、亚克力板、聚酰亚胺板及其它具有较低损耗且相对介电常数在1-6之间的材料表面。当电磁波入射在有谐振单元周期排列的介质板表面时，电磁波的振幅和相位会随频率变化，上下表面电磁波的振幅接近而相位相反时，在匹配层正面会产生电磁波干涉相减，从而消除电磁波的反射，增加透射的能量，现有的四分之一波长匹配过程需要匹配层的厚度为波长的四分之一，且相对介电常数为空气和被测介质相对介电常数乘积的平方根，这在探地雷达的工作频率段是很难实现的，因此本发明对于板材介电常数与厚度没有严格要求的匹配层在实际的探测信号增强应用中将非常有用。
本发明的原理是通过谐振单元的周期排列，调控入射电磁波的振幅和相位，从而达到在入射表面产生干涉相减，消除反射波，增强入射波能量的目的，本发明采用的结构为一种具有增透性能的周期性结构，用以提供可以在空气和其它介质表面提供阻抗匹配的电磁学设备。
电磁波由空气经过匹配层传播到待测介质时，其反射系数和透射系数的计算公式为：
考虑到匹配层正面的反射系数r12和r21相等，同时有振幅条件及相位条件为进一步推导干涉相减的相位和幅值条件，上述反射及透射系数计算公式可化简为：
其中，数字1、2和3表示空气、匹配层及待检测介质，r12,r23及t12等表示电磁波在不同界面的反射系数(r)和透射系数(t)，φ12，φ23及θ12等表示反射系数和透射系数对应的相位，β为电磁波在匹配层介质中传播时的相位延迟，各个界面的反射和透射系数及其对应的相位如图2所示。从公式可知，达到电磁波干涉相减，透射增强的条件可以表示为r12＝r21＝r23和φ21+φ23+2β＝0，通过仿真发现，利用裂环或闭合环调节匹配层与待测介质接触表面的幅值和相位能够在一个很宽的频带内实现上述两个干涉条件，如图3所示，在介质板表面有谐振单元周期性排列时，介质板前后界面的反射系数(3a)和对应的相位(3b)可以在一个宽频带范围内达到干涉相减的条件r12＝r21＝r23(近似相等)和φ21+φ23+2β＝0，最后，介质板表面的反射率和透过待测介质的透射率如图(3c)所示。
当介质板的正面刻录有不同的谐振器(裂环、闭合环或十字谐振器)，反面有谐振环阵列时，宽带透射增强性能可以用任意的介质板相对介电常数和较薄的介质板厚度实现；当介质板的正面为介质板表面无谐振器刻录，只有反面有谐振环阵列时，宽带透射增强性能可以通过介质板相对介电常数和介质板厚度的简单调节实现。
由于本发明采取周期性排列的超材料谐振单元，同时，谐振单元本身也是系统对称的结构，使得该匹配层能够对入射角0°到60°变化的电磁信号均能起到良好的宽频增强性能。同时，由于单元结构的系统对称性和排列的周期性，该类宽带匹配层对入射波的极化模式并不敏感。由于本发明提出的匹配层利用电磁干涉原理，主要是通过匹配层前后两个界面上变化的相位和幅值干涉来达到反射减弱的目的。因此，对匹配层介质板的厚度依赖性低，匹配层厚度较小，这也极大降低了匹配层本身的损耗。由于不同的裂口谐振环单元具有相似的物理性质，所以均可用于调节匹配层与被测体接触面反射系数的幅值和相位。同时，由于左手材料本身的特性，匹配层的透射增强性能不依赖于介质板的相对介电常数，这种单元结构的多样性及介质板材料选择的广泛性，在制造和应用上具有很大的优势。
实施例1：
作为非限制性的实例，如图4所示，当匹配层介质板只有反面有谐振环时，宽带透射可以通过谐振环尺寸、介质板相对介电常数及介质板厚度的简单调节实现。有匹配层时待测介质的反射率和透射率如图(4b)所示，无匹配层时待测介质的反射率为如图(4b)中虚线所示(35％)。单元结构的尺寸为：周期为L＝40mm，介质板厚度为t＝26mm，介质板相对介电常数为4，谐振环外轮廓大小a＝34mm，内轮廓大小b＝27mm，宽度w＝2mm，缺口宽度g＝2mm。如图(4b)中实线所示的透射率在33％的相对带宽内大于97％。尽管这里只表示了图(1a)所示的谐振环，但是图(1a)-(1c)中的谐振环或其它类型的裂口谐振环均可以作为单面谐振环阵列宽带匹配层的基本单元。同时匹配层的工作频率并不仅限于千兆赫，也可以是太赫兹范围，可以通过简单地给谐振环尺寸参数及匹配层厚度等乘以某一个数值，使得匹配层的透射频率平移到设定范围，例如将结构中的几何参数单位从毫米改变为微米也能将其透射频率从千兆赫调节至太赫兹范围。
作为非限制性的实例，图5-9所示的被测介质相对介电常数均为15，原始反射率均为35％，用虚线表示在图(5b)-(9b)中。
实施例2：
如图5所示，当介质板正面和反面有相同的谐振环阵列时，宽带透射增强现象可以通过任意的介质板相对介电常数和较薄厚度实现。图(5b)中所示的结构单元周期为L＝40mm，介质板厚度为t＝20mm，介质板相对介电常数为3(可以为其它值，只需简单调节谐振环尺寸即可达到宽频透射增强)，正面谐振环外轮廓大小a＝27mm，内轮廓大小b＝20mm，反面谐振环外轮廓大小a＝32mm，内轮廓大小b＝23mm，前后谐振环宽度均为w＝2mm，缺口宽度均为g＝2mm。如图(5b)中实线所示的透射率在36％的相对带宽内大于97％。
实施例3：
如图6所示，当介质板正反面为不同类型的谐振环时，同样可以实现宽带透射增强现象，其中单元周期为L＝45mm，正面谐振环外轮廓大小a＝29mm，反面谐振环外轮廓大小a＝34mm，内轮廓大小b＝25mm，前后谐振环宽度均为w＝2mm，缺口宽度均为g＝2mm。如图(6b)中实线所示的透射率在35％的相对带宽内大于97％。
实施例4：
如图7所示，当介质板正面为圆形裂环，反面为方形十字裂环时，同样可以实现宽带透射增强现象，单元周期为L＝31mm，正面谐振环外轮廓大小a＝26mm，反面谐振环外轮廓大小a＝27mm，前后谐振环宽度均为w＝2mm，缺口宽度均为g＝2mm。如图(7b)中实线所示的透射率在32％的相对带宽内大于97％。
实施例5：
如图8所示，当介质板正面为其它类型谐振器如有一定宽度的十字谐振器，反面为方形十字裂环时，也可以实现宽带透射增强现象。其中，单元周期为L＝38mm，正面谐振器外轮廓大小a＝35mm，反面谐振环外轮廓大小a＝28mm，方形十字裂环宽度为w＝2mm，缺口宽度均为g＝2mm，十字谐振器宽度为w＝8mm。如图(8b)中实线所示的透射率在39％的相对带宽内大于97％。
实施例6：
如图9所示，当介质板正面为其它类型谐振器如有一定宽度的十字谐振器，反面为圆形十字裂环时，也可以实现宽带透射增强现象，其中，单元周期为L＝40mm，正面谐振环外轮廓大小a＝37mm，反面谐振环外轮廓大小a＝34mm，圆形十字裂环宽度为w＝2mm，缺口宽度均为g＝2mm，十字谐振器宽度为w＝8mm。如图(9b)中实线所示的透射率在41％的相对带宽内大于97％。
同理，其它类型的裂口谐振环也可以用于实现介质板反面的幅值和相位的调控，其它类型的谐振器(包括裂环谐振器)可以用于介质板正面的相位和幅值调控。待测介质的相对介电常数并不固定，可以根据实际探测过程中被测物类型确定。同时匹配层的工作频率并不仅限于几十兆赫兹至千兆赫兹，也可以是太赫兹范围，可以通过简单地给谐振环大小参数及匹配层厚度等乘以某一个数值，使得匹配层的透射频率范围平移到需要的频率区间内。例如，将谐振环的单位从毫米改变为微米能够将其透射频率从千兆赫调节至太赫兹范围。
图10描述了图(5a)所示的结构在TM和TE模式下，当电磁波的入射角发生变化时，反射抑制现象的变化。从图中可以看到，在入射角从0°变化至60°时，在TE模式下，入射角在0°到60°变化时，反射率在从1.0GHz-1.55GHz范围内一直在10％以下；在TM模式下，反射率同样从1.0GHz-1.55GHz范围内一直在10％以下，即在不考虑匹配层损耗的情况下，透射率接近90％以上。在TE/TM模式下不同角度入射时，匹配层表面反射率远小于无匹配层放置时被测介质原始反射率35％，说明入射角为60°时匹配层对电磁波透射仍然有极大的增强作用。上述反射率对入射角的敏感性曲线只是对应于图(5a)中的单元结构，但进一步的仿真实验表明，对于本发明提出的任意可实现宽带透射增强的单元结构，反射率对电磁波入射角的敏感性都小于传统的四分之一波长匹配层，这是人工电磁材料匹配层能够应用到探地雷达信号增强的另一优势。
图11为匹配层的测量实验及结果。首先利用图(5a)所示的结构制造周期性排列的匹配层，如图(11a)标记的尺寸，匹配层样品长宽均为400mm，匹配层厚度为20mm。从实际应用到无损探测领域的目的出发，我们将具有一定湿度的水泥块作为待测物，在实验室测量其在匹配层放置前后的反射率和透射率变化，具体的测量装置如图(11a)所示
从图(11b)可知，当无匹配层放置时，如图(11b)中的水平虚线所示，湿砖的反射率约为40％，这说明在实际的无损探测过程中，会有大量能量被待测介质表面反射，无法进入到介质内部，这极大地限制了探测系统的探测深度和灵敏度，以至于无法探测到深层埋藏体或较小的埋藏体。但是在有匹配层放置时，介质表面的反射可以在1.06GHz-1.46GHz范围内均达到10％以下，由于我们采用低损耗的板材制成匹配层，因此透射率在该频段内大于85％以上。这意味着匹配层可以极大地提升无损探测信号的透射率，在实际的应用中，可以极大地提高探测系统的探测深度和灵敏度，对于未来无损探测技术探测性能的提高具有重要的意义。
如图12所示，多角度测量实验表明，当电磁波入射角度在0°到45°变化时，匹配层同样能够在一个较宽频段内对电磁信号有反射抑制和透射增强作用。从图(12a)可以看出当横电波入射角在0°到45°变化时，电磁在1.18GHz至1.5GHz范围内的反射率均低于10％。从图(12b)可以看出当横磁波入射角在0°到45°变化时，电磁在1.21GHz至1.51GHz范围内的反射率均低于10％。因此，该类匹配层对不同频率不同入射角信号的同等有效增强作用将在实际的无损探测应用中发挥重要的优势。
综上所示，本发明使用基于超材料的宽带透射匹配层，能够有效减弱电磁信号传播到被测体表面形成的强反射，增强能量透射，增加信号探测距离，从而能够探测到更深层介质内部及埋藏物的信息，这对于探地雷达等无损检测技术探测深度与探测灵敏度的提高具有非常重要的意义。宽带匹配层的宽频透射性质能够保证探测信号频率在中心工作频率附近发生偏移时仍能保持有效的增强性能，匹配层的不同角度增强特性能够对不同角度的入射信号起到同样的增强作用。同时，介质板的厚度只有传统的四分之一波长匹配层的一半，因此本发明具有能够有效应用到无损探测领域的诸多优势。可用于墙体、公路、铁路及隧道检测，矿山、管道、地下空洞、积水及地下埋藏物探测这类无损探测的主要应用对象的探测上。

Claims (9)

1.一种宽带透射匹配层结构，包括正面接收电磁波且反面与待检测介质接触的介质板，其特征在于，所述的介质板正面为平面或刻录呈周期排列的第一谐振环，反面刻录呈周期排列的第二谐振环，通过调节第二谐振环的形状和大小以及介质板的厚度实现电磁波在设定频带内的全部透射。
2.根据权利要求1所述的一种宽带透射匹配层结构，其特征在于，第一谐振环为裂环谐振环、闭环谐振环、设定宽度的十字形谐振器或直条形谐振器，当第一谐振环为裂环谐振环或闭环谐振环时，其形状为方形、圆形或裂口十字形，第一谐振环的大小小于周期长度，且厚度小于0.1mm。
3.根据权利要求2所述的一种宽带透射匹配层结构，其特征在于，所述的第二谐振环的形式为裂环或闭环，形状为方形、圆形和/或裂口十字形，第二谐振环的大小小于周期长度，且厚度小于0.1mm。
4.根据权利要求1所述的一种宽带透射匹配层结构，其特征在于，所述的第一谐振环和第二谐振环的材质为金、银、铜或铁及其合金。
5.根据权利要求1所述的一种宽带透射匹配层结构，其特征在于，所述的介质板采用聚四氟乙烯玻璃纤维板、聚四氟乙烯陶瓷板、亚克力板或聚酰亚胺板，其相对介电常数在1-6之间。
6.根据权利要求1所述的一种宽带透射匹配层结构，其特征在于，该匹配层结构的厚度小于0.2倍电磁波波长。
7.根据权利要求1所述的一种宽带透射匹配层结构，其特征在于，所述的介质板在TE和TM入射模式下，电磁波入射角在0°到60°范围内变化时，透射率在43％的相对带宽内大于90％；在电磁波正入射时，所述的介质板的透射率在38％的相对带宽内大于97％。
8.根据权利要求1所述的一种宽带透射匹配层结构，其特征在于，当介质板的厚度在1mm范围内波动时对透射率的影响不超过2％。
9.根据权利要求2所述的一种宽带透射匹配层结构，其特征在于，所述的匹配层的工作频段为兆赫兹至太赫兹，通过调节谐振环尺寸及介质板厚度平移透射增强的频率范围，当谐振环的几何参数及介质板厚度单位从毫米调节为微米时，则将其透射增强频率范围从千兆赫调节至太赫兹范围。
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