本实用新型涉及电磁波领域，具体而言，涉及一种吸波超材料。
背景技术：
吸波超材料可以针对特定频点的微波实现极强的吸收效果，但一般而言，吸波超材料的工作波长与其单元周期是成正相关的，即如果想要获得理想的低频吸收效果就需要更大的周期设置，如此一来，这种大周期设计就会带来诸多弊端，例如占用空间、增加成本等。所以，目前现有技术中在实现低频微波吸收时对周期尺寸表现出了极强的依赖性，导致占用空间大，不符合小型化的发展趋势。
因此，如何解决这种依赖性，在不增加空间尺寸的情况下也能实现低频微波吸收一直就是业界亟需改进的方向。
技术实现要素：
本实用新型的主要目的在于提供一种吸波超材料，以解决现有技术中的实现低频微波吸收时对周期尺寸的依赖性的问题。
为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种吸波超材料，所述吸波超材料包括：
设置在最底层的底板10；以及
依次叠加在所述底板10上的多个介质层20，每个所述介质层20上设置有周期性排布的多个金属微结构单元21且相邻金属微结构单元21之间断开形成狭缝22；
其中，在所述多个介质层20中相邻两层的金属微结构单元21之间形成的狭缝22呈交错排列。
进一步地，所述底板10为金属底板，且在所述金属底板上设置有网格状的多个金属格栅，所述多个金属格栅依次首尾相连并具有导通性且中间无断开。
进一步地，单个所述金属格栅呈符号“#”形状。
进一步地，在所述多个介质层20中，奇数层的金属微结构单元21包括四个十字形金属子单元，且相邻两个金属子单元之间相互间隔且间距均相等。
进一步地，所述四个十字形金属子单元呈2*2的阵列排布，每行中的十字形金属子单元的横线共线且竖线平行，每列中的十字形金属子单元的竖线共线且横线平行。
进一步地，所述间距与奇数层的相邻金属微结构单元21之间断开形成狭缝22的长度相等。
进一步地，在所述多个介质层20中，偶数层的金属微结构单元21包括#字形金属子单元，所述#字形金属子单元中的横线与竖线相互垂直，且两条横线相互平行，两条竖线相互平行。
进一步地，在所述多个介质层20中，偶数层的相邻金属微结构单元21之间断开形成狭缝22的长度小于所述间距。
进一步地，在所述多个介质层20中，奇数层的所述十字形金属子单元的线宽与偶数层的所述#字形金属子单元的线宽相等，且所述线宽大于所述间距。
进一步地，奇数层的每个金属微结构单元21在偶数层的投影完全落在偶数层的金属微结构单元21内。
应用本实用新型的技术方案，在金属微结构单元中设计狭缝结构并使得多层结构中的狭缝交错排列，克服了吸波超材料工作波长对周期尺寸的依赖性，即借助小的周期设计同样实现了针对特定频点的低频微波强吸收效果。另外，通过多层叠加构造曲折导波路径，以实现谐振吸收频率的降低，而且对加工精度的要求较低。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
图1示出了根据本实用新型的吸波超材料的截面结构示意图；
图2示出了图1中吸波超材料的奇、偶数层金属微结构单元的平面结构对比示意图；
图3示出了图1中吸波超材料的一个单元内奇、偶数层金属微结构单元的立体结构排布模式示意图；
图4示出了图1中吸波超材料包括5层介质层20叠加下的低频工作下的反射损耗测试结果图；
图5示出了图1中吸波超材料包括9层介质层20叠加下的低频工作下的反射损耗测试结果图。
其中，上述附图包括以下附图标记：
10、底板；20、介质层；21、金属微结构单元；22、狭缝。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
具体地，如图1至图3所示，本实用新型及本实用新型的实施例中提供了一种吸波超材料，所述吸波超材料包括底板10和依次叠加在底板10上的多个介质层20。其中，底板10设置在吸波超材料的最底层，第一层介质层20叠加在底板10上，第二层介质层20叠加在第一层介质层20上，第三层介质层20叠加在第二层介质层20上，...，依此规律类推。在本实施方式通过多层叠加构造曲折导波路径，以实现谐振吸收频率的降低，而且对加工精度的要求较低。
在本实施方式中，底板10为金属底板，且在金属底板上设置有网格状的多个金属格栅，多个金属格栅依次首尾相连并具有导通性且中间无断开，单个金属格栅呈符号“#”形状，即包括横向平行的两条金属条和纵向平行的两条金属条，且横向的两条金属条分别与纵向的两条金属条均相互垂直连接，在多个金属格栅依次首尾相连中，相邻两个金属格栅的横向的两条金属条分别连接以分别形成两条平行线，或者相邻两个金属格栅的纵向的两条金属条分别连接以分别形成两条平行线，依此规律，在横向上多个金属格栅依次首尾相连，在纵向上多个金属格栅依次首尾相连，这样一来，整体上多个金属格栅就形成了网格状，即横向上包括两条或者两条以上的相互平行的金属条，纵向上包括两条或者两条以上的相互平行的金属条，本实施方式中的网格状金属底板作为底层金属屏蔽网，可以抑制低频微波的穿透，而且，本实施方式中的网格状金属底所包括的金属条不做间断处理，即中间无断开，多个横向的金属条连在一起形成一整条不间断的金属条，多个纵向的金属条连在一起形成一整条不间断的金属条，通过这种方式维持其导通性，这种具有导通性的网格状金属底板具有高通低阻的良好特性。
在本实施方式中，每个介质层20上设置有周期性排布的多个金属微结构单元21且相邻金属微结构单元21之间断开形成狭缝22；其中，在多个介质层20中相邻两层的金属微结构单元21之间形成的狭缝22呈交错排列。介质层20的厚度为0.25mm，每个介质层20上单元周期大小为12mm。具体实现方式是，介质层20为fr4(εr'＝4.3，εr”＝0.0025)的介质层，在0.25mm厚度的fr4上刻蚀出如图2所示的周期性图案，并将介质层镂空以减轻设计重量，将若干层印制有周期性图案的fr-4胶粘，并热压固化成型，过程中保持临近层间规律性错位。
在本实施方式中，在多个介质层20中，奇数层的金属微结构单元21包括四个十字形金属子单元，且相邻两个金属子单元之间相互间隔且间距均相等。其中，十字形金属子单元的线宽为0.8mm，相邻两个金属子单元之间的间距为0.25mm，表明奇数层中的相邻金属微结构单元21之间断开形成狭缝22距离为0.25mm。也即，间距与奇数层的相邻金属微结构单元21之间断开形成狭缝22的长度相等。
在本实施方式中，四个十字形金属子单元呈2*2的阵列排布，每行中的十字形金属子单元的横线共线且竖线平行，每列中的十字形金属子单元的竖线共线且横线平行。
在本实施方式中，在多个介质层20中，偶数层的金属微结构单元21包括#字形金属子单元，#字形金属子单元中的横线与竖线相互垂直，且两条横线相互平行，两条竖线相互平行。其中，#字形金属子单元中的线宽为0.8mm，相邻两个#字形金属子单元之间的间距为0.125mm，表明偶数层中的相邻金属微结构单元21之间断开形成狭缝22距离为0.125mm。
在本实施方式中，在多个介质层20中，偶数层的相邻金属微结构单元21之间断开形成狭缝22的长度小于间距。
在本实施方式中，在多个介质层20中，奇数层的十字形金属子单元的线宽与偶数层的#字形金属子单元的线宽相等，且线宽大于间距。
在本实施方式中，奇数层的每个金属微结构单元21在偶数层的投影完全落在偶数层的金属微结构单元21内。此外，任一奇数层中的金属微结构单元21在其它奇数层中的投影与所在层的金属微结构单元21完全重合，任一偶数层中的金属微结构单元21在其它偶数层中的投影与所在层的金属微结构单元21完全重合。
如图4所示，为该多层设计在5层叠加的状态下实现的吸收效果。此状态下该吸波超材料整体厚度约为1.5mm，周期尺寸为12mm，工作波长为222mm，对应工作波长-厚度比约为150；工作波长-周期比约为18.5，即很大程度上实现了周期的缩减。
如图5所示，为该多层设计在9层叠加状态下实现的吸收效果。此状态下该吸波超材料整体厚度约为2.6mm，周期尺寸为12mm，工作波长为100mm，对应工作波长-厚度比约为140；工作波长-周期比约为29.4，这一效果同样很大程度上实现了周期的缩减。
本实施方式在金属微结构单元中设计狭缝结构并使得多层结构中的狭缝交错排列，克服了吸波超材料工作波长对周期尺寸的依赖性，即借助小的周期设计同样实现了针对特定频点的低频微波强吸收效果。另外，通过多层叠加构造曲折导波路径，以实现谐振吸收频率的降低，而且对加工精度的要求较低。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
1.一种吸波超材料，其特征在于，所述吸波超材料包括：
设置在最底层的底板(10)；以及
依次叠加在所述底板(10)上的多个介质层(20)，每个所述介质层(20)上设置有周期性排布的多个金属微结构单元(21)且相邻金属微结构单元(21)之间断开形成狭缝(22)；
其中，在所述多个介质层(20)中相邻两层的金属微结构单元(21)之间形成的狭缝(22)呈交错排列。
2.根据权利要求1所述的吸波超材料，其特征在于，所述底板(10)为金属底板，且在所述金属底板上设置有网格状的多个金属格栅，所述多个金属格栅依次首尾相连并具有导通性且中间无断开。
3.根据权利要求2所述的吸波超材料，其特征在于，单个所述金属格栅呈符号“#”形状。
4.根据权利要求1所述的吸波超材料，其特征在于，在所述多个介质层(20)中，奇数层的金属微结构单元(21)包括四个十字形金属子单元，且相邻两个金属子单元之间相互间隔且间距均相等。
5.根据权利要求4所述的吸波超材料，其特征在于，所述四个十字形金属子单元呈2*2的阵列排布，每行中的十字形金属子单元的横线共线且竖线平行，每列中的十字形金属子单元的竖线共线且横线平行。
6.根据权利要求4所述的吸波超材料，其特征在于，所述间距与奇数层的相邻金属微结构单元(21)之间断开形成狭缝(22)的长度相等。
7.根据权利要求4所述的吸波超材料，其特征在于，在所述多个介质层(20)中，偶数层的金属微结构单元(21)包括#字形金属子单元，所述#字形金属子单元中的横线与竖线相互垂直，且两条横线相互平行，两条竖线相互平行。
8.根据权利要求7所述的吸波超材料，其特征在于，在所述多个介质层(20)中，偶数层的相邻金属微结构单元(21)之间断开形成狭缝(22)的长度小于所述间距。
9.根据权利要求7所述的吸波超材料，其特征在于，在所述多个介质层(20)中，奇数层的所述十字形金属子单元的线宽与偶数层的所述#字形金属子单元的线宽相等，且所述线宽大于所述间距。
10.根据权利要求7所述的吸波超材料，其特征在于，奇数层的每个金属微结构单元(21)在偶数层的投影完全落在偶数层的金属微结构单元(21)内。
技术总结