基于金属多环结构的多频段电磁超材料吸收器

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1、第48卷第1期2016年2月南京航空航天大学JournalofNanjingUniversityofAeronautics学报&AstronauticsV01．48No．1Feb．2016DOI：10．16356／j．1005—2615．2016．01．011基于金属多环结构的多频段电磁超材料吸收器文永刁尹小刚(南京航空航天大学理学院，南京，211106)摘要：设计了一种工作在微波频段的多频段超材料吸收器。该吸收器是典型的3层结构：顸层是由竖直站立的金属共面同心多环结构单元构成的二维周期阵列，中间丢是1层介质板，底层

2、是1层连续金属板。利用电磁场数值模拟方法，模拟了顶层结构单元包含不同数目金属环时该超材料的吸收谱。结果表明，当顶层结构单元有n个环时，吸收谱上就会出现r／个吸收峰。进一步的研究表明最高频率的吸收峰与顶层结构单元中多环结构整体具有的电偶极子模式的激发有关，而其他较低频率的吸收峰则与顶层结构单元中相邻两环具有的捕获模式的激发有关。关键词：超材料吸收器；电偶极子模式；捕获模式中图分类号：0441．4：0441．6文献标志码：A文章编号：1005—2615(2016)Ol一0067～07MultibandMetamateri

3、alAbsorberBasedonMetallicMulti—ringStructureWenYongdiao，YinXiaogang(CollegeofScience，NanjingUniversityofAeronautics&Astronautics，Nanjing，211106，China)Abstract：Amultibandmetamaterialabsorberwithtypicalsandwichstructureinmicrowaveregionispro—posed．Thetoplayerisas

4、quarearraywithunit—cellofstandinguprightmetallicconcentriccircularmulti—ringstructure，themiddlelayerisadielectricslab，andthebottomlayerisacontinuousmetallicslab．Usingthefullwavesimulationmethod，theabsorptionspectraofthemetamaterialfordifferentnumbersoftheringsi

5、ntheunit—cellofthetoplayeraresimulated．Theresultsshowthat咒absorptionpeaksappearwhentheunit—cellofthetoplayerowns，zmetallicrings．Detailedstudiesexhibitthatthehighestfrequencyabsorptionpeakisrelatedtotheexcitationoftheelectricdipolemodeofthewholemulti—ringunit—ce

6、llstructureinthetoplayer，whileotherabsorptionpeakswithlowerfrequenciesarerelatedtotheexcitationofthetrapped—modeslocalizedinthetwocorrespondingneighbouringrings．Keywords：metamaterialabsorber；electricdipolemode；trapped—mode电磁超材料是由用来模拟电／磁偶极子的亚波长结构单元排列而成的等效介质。它的介电

7、常数和磁导率阻31可以通过设计结构单元及其排列方式来调控。利用超材料，人们可以实现对电磁波传播的有效操控：可以模拟现有的物理效应，比如电磁诱导透明效应Ⅲ、克尔效应睁6]；也可以设计自然界原本不存在的物理效应，比如负折射效应‘7。83；同时，也可以获得具有特殊效应的电磁波器件，比如超棱镜睁101、隐身斗篷‘11123等。这些新的物理效应、新的电磁波器件在民用或军事上都有重要的基金项目：中央高校基本科研业务费专项基金(NS2015077)资助项目。收稿日期：2015—01—21；修订日期：2015—03—07通信作者：尹

8、小刚，男，副教授，硕士生导师，E—mail：xgyin@nuaa．edu．cn。引用格式：文永刁，尹小刚．基于金属多环结构的多频段电磁超材料吸收器I-J]．南京航空航天大学学报，2016，48(1)：67—73．WenYongdiao，YinXiaogang．Multibandmetamaterialabsorberbased0nmetalli