【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于人工電磁材料，具體涉及一種面向無線和可見光通信集成系統電磁兼容應用的透明超寬帶電磁屏蔽吸波體材料。具備在可見光頻段光學透明和在微波頻段超寬帶、寬角度吸波和電磁屏蔽的特性，可應用于光學透明罩、電磁屏蔽、電磁兼容。
技術介紹
1、隨著5g/6g通信、光通信理論和技術的發展，手機、平板等移動終端設備上集成的信號收發模塊越來越多，具備無線通信、光通信多個模塊的高度集成化系統受到越來越多的關注。如何保障橫跨gps、wimax、5g/6g毫米波頻段無線通信和可見光通信頻段的各類模塊間的良好工作是需要解決的一大難題。
2、一方面，不同頻段的無線通信模塊在工作時泄露的電磁能量，會干擾其它設備的正常工作，影響人體健康，需要電磁屏蔽材料；另一方面，可見光通信是基于照明光源來復用實現通信功能，要求設備外殼高透光。現有金屬屏蔽罩、涂覆電磁屏蔽材料等電磁屏蔽方式不能滿足可見光通信的需求。
3、近年來，以超材料、超表面為代表的人工電磁結構材料，具有天然材料不具備的奇異物理特性，在電磁兼容和電磁屏蔽領域受到廣泛關注。例如，2019年，研究人員提出一種具有吸波特性的超材料吸波體，降低了多個天線間的電磁耦合(期刊ieee?access,卷7,頁碼：57469～57475)。隨后，研究人員將氧化銦錫(indium?tin?oxides，ito)、氟摻雜氧化錫(fluorine-doped?tin?oxide,fto)等透明導電陶瓷薄膜與超材料結構結合，實現光學透明吸波體。
4、對于無線通信和可見光通信集成系統應用，
技術實現思路
1、本專利旨在提出一種面向無線和可見光通信系統電磁屏蔽應用的透明超寬帶寬角度吸波體設計方法，具有超寬帶、寬角度、光學透明、結構緊湊的特點。該吸波體由耶路撒冷型和四個環形結構復合而成，是由兩塊ito-pet-pdms(聚二甲基硅氧烷)結構緊密貼合獲得，能夠用于電磁兼容和電磁屏蔽，具有廣闊的應用前景。
2、本專利技術技術方案如下：
3、一種面向無線和可見光通信集成系統的透明超寬帶電磁屏蔽吸波體，由單個或多個超材料單元排布構成；
4、每個超材料單元由上、下兩塊ito-pet-pdms結構緊密貼合而成；每一塊ito-pet-pdms結構從上到下均包含透明基材pdms(聚二甲基硅氧烷，polydimethylsiloxane，pdms))、聚對苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene?terephthalate，pet)、透明的ito陶瓷薄膜三層。其中ito，氧化銦錫(indium?tin?oxides，ito)。
5、進一步的，位于上層的ito-pet-pdms結構下表面蝕刻有ito陶瓷薄膜圖案；所述ito陶瓷薄膜圖案由位于中心的耶路撒冷型型結構和位于四周的方環環型結構兩部分組成。
6、進一步的，位于上層的ito-pet-pdms結構的pdms厚度h1，ito陶瓷薄膜方阻ω1，刻蝕有耶路撒冷型和四個環形結構圖案；調整pdms厚度h1的大小能夠調節吸波體的角度穩定性，調整ito陶瓷薄膜方阻ω1和刻蝕有耶路撒冷型和四個環形結構圖案的大小能夠調節吸波體的吸波帶寬。
7、進一步的，位于下層的ito-pet-pdms結構下表面全覆蓋ito陶瓷薄膜層。
8、進一步的，位于下層的ito-pet-pdms結構的pdms厚度h2，ito陶瓷薄膜方阻ω2；調整pdms厚度h2的大小能夠調節吸波體的吸波率和吸波帶寬，調整ito陶瓷薄膜方阻ω2能夠調節對電磁波的反射與透過特性。
9、進一步的，上、下兩塊ito-pet-pdms結構通過oca光學膠緊密貼合。
10、進一步的，吸波體包含的超材料單元數目和排布方式取決于所應用的設備空間大小和電磁屏蔽指標，至少1個。
11、進一步的，ito陶瓷薄膜的厚度對吸波特性影響小，可以視ito陶瓷薄膜的工藝而定，如當前常見的50nm、175nm、188nm等厚度。
12、進一步的，ito陶瓷薄膜的方阻影響吸波和光學透過率，可以根據對微波段電磁屏蔽和對可見光透波率的需求調整。
13、進一步的，透明基材pdms也可以用聚氯乙烯(polyvinyl?chloride,pvc)、石英玻璃等透明材料。
14、本專利技術的技術效果和優點：
15、1、本專利技術設計的結構具有寬帶吸波、寬角度吸波、光學透明的特性。采用透明的ito陶瓷薄膜構造多諧振的拓撲結構，在4.2～16.3ghz(相對帶寬118.0％)的吸波率超過90％，且在60°入射角度以內的吸波率超過75％，可應用于覆蓋gps、wimax等多個無線通信頻帶的電磁能量吸收。
16、2、本專利技術設計的結構具有高光學透過率。采用透明基材和透明的低方阻ito陶瓷薄膜，且整體基材數目2塊、ito陶瓷薄膜數目2層，光學透過率高，適用于可見光通信。
17、3、本專利技術上、下兩塊ito-pet-pdms結構通過oca光學膠(optically?clearadhesive)等方式緊密貼合，整體結構緊湊。
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1.一種面向無線和可見光通信集成系統的透明超寬帶電磁屏蔽吸波體，其特征在于：由單個或多個超材料單元排布構成；
2.根據權利要求1所述的一種面向無線和可見光通信集成系統的透明超寬帶電磁屏蔽吸波體，其特征在于：位于上層的ITO-PET-PDMS結構下表面蝕刻有ITO陶瓷薄膜圖案；所述ITO陶瓷薄膜圖案由位于中心的耶路撒冷型型結構和位于四周的方環環型結構兩部分組成。
3.根據權利要求2所述的一種面向無線和可見光通信集成系統的透明超寬帶電磁屏蔽吸波體，其特征在于：位于上層的ITO-PET-PDMS結構的PDMS厚度h1，ITO陶瓷薄膜方阻Ω1，刻蝕有耶路撒冷型和四個環形結構圖案；調整PDMS厚度h1的大小能夠調節吸波體的角度穩定性，調整ITO陶瓷薄膜方阻Ω1和刻蝕有耶路撒冷型和四個環形結構圖案的大小能夠調節吸波體的吸波帶寬。
4.根據權利要求1所述的一種面向無線和可見光通信集成系統的透明超寬帶電磁屏蔽吸波體，其特征在于：位于下層的ITO-PET-PDMS結構下表面全覆蓋ITO陶瓷薄膜層。
5.根據權利要求4所述的一種面向無線和可見光通信集成
6.根據權利要求1所述的一種面向無線和可見光通信集成系統的透明超寬帶電磁屏蔽吸波體，其特征在于：上、下兩塊ITO-PET-PDMS結構通過OCA光學膠緊密貼合。
7.根據權利要求1所述的一種面向無線和可見光通信集成系統的透明超寬帶電磁屏蔽吸波體，其特征在于：吸波體包含的超材料單元數目和排布方式取決于所應用的設備空間大小和電磁屏蔽指標，至少1個。
8.根據權利要求1所述的一種面向無線和可見光通信集成系統的透明超寬帶電磁屏蔽吸波體，其特征在于：ITO陶瓷薄膜的厚度對吸波特性影響小，可以視ITO陶瓷薄膜的工藝而定。
9.根據權利要求1所述的一種面向無線和可見光通信集成系統的透明超寬帶電磁屏蔽吸波體，其特征在于：ITO陶瓷薄膜的方阻影響吸波和光學透過率，可以根據對微波段電磁屏蔽和對可見光透波率的需求調整。
10.根據權利要求1所述的一種面向無線和可見光通信集成系統的透明超寬帶電磁屏蔽吸波體，其特征在于：透明基材PDMS也可以用聚氯乙烯、石英玻璃等透明材料。
...【技術特征摘要】
1.一種面向無線和可見光通信集成系統的透明超寬帶電磁屏蔽吸波體，其特征在于：由單個或多個超材料單元排布構成；
2.根據權利要求1所述的一種面向無線和可見光通信集成系統的透明超寬帶電磁屏蔽吸波體，其特征在于：位于上層的ito-pet-pdms結構下表面蝕刻有ito陶瓷薄膜圖案；所述ito陶瓷薄膜圖案由位于中心的耶路撒冷型型結構和位于四周的方環環型結構兩部分組成。
3.根據權利要求2所述的一種面向無線和可見光通信集成系統的透明超寬帶電磁屏蔽吸波體，其特征在于：位于上層的ito-pet-pdms結構的pdms厚度h1，ito陶瓷薄膜方阻ω1，刻蝕有耶路撒冷型和四個環形結構圖案；調整pdms厚度h1的大小能夠調節吸波體的角度穩定性，調整ito陶瓷薄膜方阻ω1和刻蝕有耶路撒冷型和四個環形結構圖案的大小能夠調節吸波體的吸波帶寬。
4.根據權利要求1所述的一種面向無線和可見光通信集成系統的透明超寬帶電磁屏蔽吸波體，其特征在于：位于下層的ito-pet-pdms結構下表面全覆蓋ito陶瓷薄膜層。
5.根據權利要求4所述的一種面向無線和可見光通信集成系統的透明超寬帶電磁屏蔽吸波體，其特征在于：位于下層的ito-pet-pdms結構的pd...
【專利技術屬性】
技術研發人員：鄭琦，楊生美，
申請(專利權)人：上海先敏科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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