【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电磁超材料，涉及一种水-金属混合超材料吸波器及其应用。
技术介绍
1、在电磁波谱的广阔领域中，微波频段是一个不可或缺的部分，其频率范围覆盖了300mhz-300ghz。通常研究人员聚焦于微波频段中的低频部分，即频率范围处于300mhz-3ghz的频段。低频电磁波具有大波长、强穿透能力、覆盖范围广、传播损耗低等特点，优秀的特性使其在无线通信、雷达探测、电磁隐身等多个领域展现出极为重要的应用价值。
2、随着低频电磁波应用的普及，其在提供诸多便利的同时，也伴随着不容忽视的潜在危害。长期暴露于电磁环境中会对环境以及人体健康造成威胁，还会造成电磁干扰从而扰乱设备的正常运行，因此低频电磁屏蔽技术应运而生，成为解决该类问题的关键所在。低频电磁屏蔽技术的应用范围十分广泛，在通信领域，可用于保护通信设备免受外界电磁干扰，确保通信的稳定性和可靠性。在军事领域，低频电磁屏蔽技术常用于电磁隐身技术，可以减低被敌方雷达探测的风险。同时还可以用于设计隐身通信设备，保障军事通信的安全。在医疗领域，低频电磁屏蔽技术可以用于保护医疗设备免受电磁干扰，确保医疗设备的正常运行和患者的安全。
3、超材料是具有超常物理性质的人造复合材料，基于其独特的电磁特性，超材料在负折射率、极化转换、隐身技术以及电磁波吸收等领域都受到广泛研究，其中对电磁波的完美吸收成为了超材料领域的研究热点之一。现有的多数电磁超材料吸波器一般是金属图案-介质板-金属背板所构成的多层结构，通过材料的磁损耗、介质损耗或欧姆损耗将电磁波能量转化为其他形式的能量从而进行
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种水-金属混合超材料吸波器及其应用，该吸波器可以实现低频0-1ghz下三频点的吸收，同时还具有工作频率范围和效率的实时调控功能。
2、为了实现上述目标，本专利技术采用如下的技术方案：一种水-金属混合超材料吸波器，该吸波器包括多个周期性排列的结构单元，所述结构单元为长方体状，从下往上分别为金属底板层、空气层、介质板层、金属图案层和水层，其中水层上方设有有机玻璃层，空气层与介质板层之间设有有机玻璃层。
3、进一步地，结构单元的长度为59~60mm，宽为29~30mm，厚度为12.40~12.50mm。
4、进一步地，金属底板层采用铜材料制成，厚度为0.025mm~0.035mm。
5、进一步地，空气层厚度为1~1.2mm。
6、进一步地，介质板层为fr4，介电常数为 4.2~4.3；厚度为1~1.2mm。
7、进一步地，水层厚度为8.0mm~8.6mm。
8、进一步地，金属图案层位于介质板层上表面，为轴对称或者中心对称图形；金属图案层包括两个半圆、两个半圆之间的开缝圆环以及开缝圆环内由两个长宽相同的矩形相互垂直所组成的十字架结构；其中半圆的圆心处于介质板层宽边中心位置，开缝圆环的圆心和十字架的中心重合，开缝圆环设有两个开缝，垂直于介质板层的长边方向。
9、进一步地，金属图案层为铜材料制成，厚度为0.025mm~0.035mm；其宽度为2.8~3mm。
10、进一步地，半圆的半径为13.5~14mm；开缝圆环的内径和外径分别为11.5~12mm和14.5~15mm，开缝宽度为2.8~3mm；组成十字架结构的矩形长宽分别为13.5~14mm和2.8~3mm。
11、本专利技术还涉及所述水-金属混合超材料吸波器在电磁吸收和电磁屏蔽领域的应用。
12、本专利技术具有以下有益效果：
13、1. 本专利技术的基于水-金属混合超材料吸波器，实现了低频段0-1ghz下三频点（0.45ghz，0.65ghz，0.95ghz）的近乎完美吸收。本专利技术结构尺寸大小为60×30mm，与同类型吸波器在吸波器效果相同的前提下，本专利技术的尺寸更小，结构更加简单。因此本专利技术的吸波器同时兼顾了简单小型化设计和低频段的良好吸波效果。
14、2. 本专利技术实现了通过改变空气层厚度对吸波器的工作频率范围和效率的规律性调控，具备更好的实际应用价值，能适用于更多的应用场景。
15、3. 本专利技术所用材料均为常规材料，易于实现。此外，本专利技术的结构中加载了水材料，易于获取，成本更加低廉。
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1.一种水-金属混合超材料吸波器，其特征在于：该吸波器包括多个周期性排列的结构单元，所述结构单元为长方体状，从上往下包括金属底板层、空气层、介质板层、金属图案层和水层，其中水层上方设有有机玻璃层，空气层与介质板层之间设有有机玻璃层。
2.根据权利要求1所述的吸波器，其特征在于：结构单元的长度为59~60mm，宽为29~30mm，厚度为12.40~12.50mm。
3.根据权利要求2所述的吸波器，其特征在于：金属底板层采用铜材料制成，厚度为0.025mm~0.035mm。
4.根据权利要求1所述的吸波器，其特征在于：空气层厚度为1~1.2mm。
5. 根据权利要求1所述的吸波器，其特征在于：介质板层为FR4，介电常数为 4.2~4.3；厚度为1~1.2mm。
6.根据权利要求1所述的吸波器，其特征在于：水层厚度为8.0mm~8.6mm。
7.根据权利要求1~6任意一项所述的吸波器，其特征在于：金属图案层位于介质板层上表面，为轴对称或者中心对称图形；金属图案层包括两个半圆、两个半圆之间的开缝圆环以及开缝圆环内由两
8.根据权利要求7所述的吸波器，其特征在于：金属图案层为铜材料制成，厚度为0.025mm~0.035mm；其宽度为2.8~3mm。
9.根据权利要求7所述的吸波器，其特征在于：半圆的半径为13.5~14mm；开缝圆环的内径和外径分别为11.5~12mm和14.5~15mm，开缝宽度为2.8~3mm；组成十字架结构的矩形长宽分别为13.5~14mm和2.8~3mm。
10.权利要求1~9任意一项所述水-金属混合超材料吸波器在电磁吸收和电磁屏蔽领域的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种水-金属混合超材料吸波器，其特征在于：该吸波器包括多个周期性排列的结构单元，所述结构单元为长方体状，从上往下包括金属底板层、空气层、介质板层、金属图案层和水层，其中水层上方设有有机玻璃层，空气层与介质板层之间设有有机玻璃层。
2.根据权利要求1所述的吸波器，其特征在于：结构单元的长度为59~60mm，宽为29~30mm，厚度为12.40~12.50mm。
3.根据权利要求2所述的吸波器，其特征在于：金属底板层采用铜材料制成，厚度为0.025mm~0.035mm。
4.根据权利要求1所述的吸波器，其特征在于：空气层厚度为1~1.2mm。
5. 根据权利要求1所述的吸波器，其特征在于：介质板层为fr4，介电常数为 4.2~4.3；厚度为1~1.2mm。
6.根据权利要求1所述的吸波器，其特征在于：水层厚度为8.0mm~8.6mm。
7.根据权...
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