多層メタマテリアル、集中抵抗、および強力な結合効果を使用した、超広帯域で偏光に影響されない完全吸収体

背景

メタマテリアルは、過去10年間で珍しい、または入手が困難な素晴らしい電磁特性を示したため、人工的に設計された材料として大きな関心を集めています[1,2,3]。急速な発展に伴い、動的質量異方性を備えたメタマテリアルが、音響マント、ハイパーレンズ、完全吸収体、屈折率分布型レンズ[4,5,6,7]、メタレンス、光流体バリア、偏光変換器などの開発に適用されています[8,9 、10、11、12、13、14、15、16]。特に、超薄型プロファイルとほぼ単一の吸収を備えた完全なメタマテリアル吸収体（PMA）は、Landy etalによって最初に提案されました。 [6]。従来の吸収体と比較して、薄いプロファイル、さらなる小型化、有効性の向上、およびより広い適応性の大きな利点を提供するメタマテリアル吸収体は、メタマテリアルの有望なアプリケーションになっています。その後、研究者は、広い入射角吸収[17,18,19]、マルチバンド吸収[20、21]、偏光に影響されない吸収[22,23,24]、および調整可能な吸収[25]を達成するためにPMAにいくつかの努力をします。 、26]。ただし、帯域幅が狭いアブソーバーは、実際のアプリケーションを制限します。したがって、超広帯域で偏光に影響されない薄いメタマテリアル吸収体を設計する必要があります。

吸収帯域幅を増やすには、多重共鳴メカニズム[27,28,29,30,31,32,33,34,35,36,37,38]、フラクタル構造[39]、ギガヘルツおよびテラヘルツメタマテリアル吸収体の設計では、多層[40,41,42,43,44]、磁性媒体[45、46]、および集中定数素子の負荷[47,48,49]が提案されています。たとえば、9.25 GHzの帯域幅を示す広帯域偏波非感受性完全吸収体は、二重八角形リングメタマテリアルと集中抵抗に基づいて単層で設計されています[50]。さらに、3層基板、二重分割セレーションリング、および金属研磨で構成されたギガヘルツの完全なメタマテリアルに着想を得た吸収体が提案されました[51]。 93.5％の相対帯域幅が得られましたが、吸収帯域幅は、電磁保護、ステルス、電子戦などのアプリケーションにはまだ不十分です。

以前のメタマテリアル吸収体とは異なり、強力な結合効果を使用して共鳴吸収と抵抗吸収を組み合わせることにより、薄くて超広帯域の完全なメタマテリアル吸収体を提案しました。吸収器は、4つの誘電体層、2つの金属二重分割リング共振器（MDSRR）、およびいくつかの集中抵抗器で構成されていました。偏光に影響されない広い入射吸収の特性は、数値的にも実験的にも検証されています。この完璧なメタマテリアルアブソーバーは、レーダー交差散乱の低減、ステルス、さまざまな飛行プラットフォームでの電磁保護など、多くの実用的なアプリケーションに有望です。

メソッド

提案された超広帯域PMAのメタ原子は、4つの誘電体層、二重金属DSRR微細構造、および図1の集中抵抗で構成されています。破壊的な干渉を得るために、誘電体定数が4.4の上部（最初の）誘電体スペーサーと吸収帯域幅を拡張するための反射防止コーティング基板として、0.02の接線損失角が必要です。 4つの誘電体層の厚さは d です。 ₁ 、 d ₂ 、 d ₃ 、および d ₄ 。残留基板の誘電定数と正接損失角はすべて4.2と0.02（ε _r それぞれ=4.2、tanδ=0.02）。図1（d）に示すように、4つの集中抵抗を持つ最初のMDSRR（F-MDSRR）微細構造が2番目の基板上にあります。金属スプリットリング共振器-I（SRR-I）とスプリットリング共振器-II（SRR-II）はそれぞれ、2番目の金属DSRR（S-MDSRR）微細構造を構成する3番目と下部の基板上にあります。 F-MDSRRおよびS-MDSRRの微細構造は、導電率が5.8×10 ⁷ の銅です。 S / mおよび0.036mmの厚さ。提案されたPMAのメタアトムの長さは P です。 =8.4mm。図1（b）と（c）に示すように、SRR-IとSRR-IIの長さは a です。 ₁ および a ₂ 。それらの幅は w ₁ および w ₂ 。図1（d）に示すように、F-MDSRRの長さと幅は a で表されます。 ₃ 、 a ₄ 、 w ₃ 、および w ₄ 。内側と外側のスプリットリングにかかる​​抵抗は、 R で表されます。 _1,2 および R _3,4 。そして s F-MDSRRとS-MDSRRの分割の長さを示します。提案されたPMAは、シミュレーションで設計、分析、および最適化されます。全波電磁シミュレーションは、有限要素解析ベースのANSYS Electro-magnetics Suite15.0を使用して実行されます。提案された吸収体は、 d のパラメータでシミュレーションおよび最適化されます ₁ =2 mm、 d ₂ = d ₃ =1 mm、 d ₄ =1 mm、 w ₁ = w ₂ = w ₃ = w ₄ =0.8 mm、 P =8.4 mm、 R _1,2 =60Ω、 R _3,4 =180Ω、 a ₁ =7.8 mm、 a ₂ =6.6 mm、 a ₃ =5 mm、 a ₄ =3.4 mm、および s =1.2mm。

超広帯域の完全なメタマテリアル吸収体のユニットセルの概略形状。 （ a ）ユニットセルの3D回路図。 （ b ）スプリットリング共振器-II（SRR-II）を備えた提案されたPMAの最下層。 （ c ）スプリットリング共振器-I（SRR-I）を備えた提案されたPMAの第3層。 （ d ）最初の金属DSRR（F-MDSRR）微細構造と4つの集中抵抗を備えた提案されたPMAの2番目の層。 PMAの最適化されたパラメータは d でした ₁ =2 mm、 d ₂ = d ₃ = d ₄ =1 mm、 w ₁ = w ₂ = w ₃ = w ₄ =0.8 mm、 P =8.4 mm、 R _1,2 =60Ω、 R _3,4 =180Ω、 a ₁ =7.8 mm、 a ₂ =6.6 mm、 a ₃ =5 mm、 a ₄ =3.4 mm、 s =1.2mm。銅の厚さは0.036mm

提案された超広帯域PMAの吸収メカニズムを調査するために、周期境界条件（PBC）とフロケポートを適用して、無限周期セルをシミュレートしました。電磁波は、反射防止条件に従って吸収体に徐々に吸収されます。磁気共鳴と電気共鳴の両方が独立して引き起こされ、波をPMAセルに閉じ込めることができます。波は誘電損失によって徐々に吸収される可能性があります。磁気誘電率が電気誘電率に等しくなることを達成でき、入射EM波に対して完全な吸収率が得られます。より直接的な観点では、吸収率は[52,53,54,55]

吸収率を最大化するために A （ f ）、送信を最小限に抑えることができます T （ f ）（ T （ f ） =| S ₂₁ | ² ）と反射 R （ f ）（ R （ f ） =| S ₁₁ | ² ） 同時に。吸収率は A で計算できます （ f ）=1 − R （ f ）提示されたPMAは、最下層にパターンのない金属板によってブロックされていたため（したがって、透過率はゼロでした、 T （ f ） =| S ₂₁ | ² =0）。したがって、提示されたPMAの吸収率は次のように計算できます

式（2）から、吸収が100％に近いことは明らかです（ A （ f ）≈100％）反射がゼロに近い場合（ R （ f ）≈0）。 S ₁₁ に注意する必要があります コンポーネントには、共偏波EM波の反射と交差偏波EM波の反射が含まれます[56、57、58]。つまり、 S ₁₁ コンポーネントは次のように表すことができます：

したがって、式（3）に基づいて、式（2）は次のように評価できます。

ここで、 xx および xy 共偏波と交差偏波を示します。提案されたPMA設計では、 | S ₁₁ | 共偏波と交差偏波のコンポーネントで構成されます。さらに、法線入射でのPMAの反射は、[6、21]：

ここでη ₀ 、約377Ωは、自由空間インピーダンスを表します。 z _eff （ f ）はPMAの実効インピーダンスです。実効インピーダンスには、提案されたPMAの集中抵抗、大きな共振散逸を得るための表面インピーダンス、および高い接線による基板インピーダンスが含まれます。 （4）の（5）を置き換えることにより、吸収率 A 次のように書くこともできます：

ここで、Re [ z _eff （ f ）]とIm [ z _eff （ f ）]は、それぞれ z の実数部と虚数部です。 _eff （ f ）。提案されたPMAが共振モードにある場合、吸収は1に近くなります（ A =1）。 （6）の式から、 A =1、Re [ z _eff （ω ）]とIm [ z _eff （ω ）]は次のように計算できます：

実効インピーダンスの実数部と虚数部がそれぞれ377Ωと0に近い場合、吸収は100％に近いことがわかります。共振モードが異なるため、吸収率が向上します。一般に、実効誘電率は実効透磁率と等しいため、優れた吸収が得られます。したがって、広帯域吸収は、有効なパラメータを変調することによって達成されます。

超広帯域メタマテリアル吸収体は、有限要素解析法に基づいた商用ソフトウェアであるAnsoft High Frequency Structure Simulator（HFSS 18.0）を使用してシミュレートされました。計算では、 x の方向に沿った電界を持つ平面電磁波 -軸を入射として使用し、 z の方向に沿って共鳴構造に垂直に照射しました。 -軸（図1に表示）。シミュレーションでは、発生率の1.0〜30GHzの周波数範囲が使用されていました。発生率のサイズは、構造の提示された期間のサイズよりもわずかに大きくする必要があります。同時に、十分なシミュレーション時間と適切な境界（ x の方向の周期境界） -および y - z の方向の軸と完全一致層 -axis）は、計算結果の精度を確保するために使用する必要があります。

結果と考察

S のシミュレートされた振幅 ₁₁ 1〜30 GHzの交差偏波の吸収、実効インピーダンス、反射成分を図2に示します。図2aに示すように、提案されたPMAは4.5〜30GHzの超広帯域低反射を示したことがわかります。集中抵抗のない同じ微細構造を使用したPMAの25.5GHzよりも25.5GHz。特に、集中抵抗がある場合とない場合の微細構造の違いは、9〜14 GHzと19〜21GHzで明らかでした。図2bでは、提案されたPMAで吸収率が80％を超える4.52〜25.42 GHzの超広帯域吸収が得られ、集中抵抗がない提案された微細構造では吸収が低下することがわかりました。図2cの共振周波数5.13、14.49、19.05、20.77、および25.42 GHzで、提案されたPMAの実効インピーダンスの実数部と虚数部はそれぞれ377Ωと0に近かった。吸収率が100％に近いほど、実効インピーダンスの実数部と虚数部はそれぞれ377Ωと0に近くなります。図2dから、交差偏光の反射成分は、提案された吸収体の1から30GHz。反射成分 | に注意する必要がありました S _{11、 xy} | ² 集中抵抗のない提案された微細構造の交差偏波の速度は、2.8GHzで約0.35でした。この現象は、非対称構造と周波数での弱い共振器モードによって引き起こされました。したがって、集中抵抗は超広帯域PMA設計にとって重要でした。図2b、dから、実効誘電率の実数部と虚数部はそれぞれ、4.52〜25.42GHzの提案されたPMAの実効透磁率の部分に近似されました。この帯域では、屈折率の虚数部がゼロより大きくなりました。その結果、提示されたPMAに対して超ブロードバンドを展示することができます。

集中抵抗を搭載し、集中抵抗のない同じ微細構造を搭載した、提案された超広帯域の完全なメタマテリアル吸収器について、シミュレートされた| S11 |、吸収、有効パラメータ、有効インピーダンス、および1〜30GHzの屈折率。 a シミュレートされた| S11 |結果。 b シミュレートされた吸収結果と有効なパラメータ。 c 集中抵抗を備えた提案されたPMAの実効インピーダンスと、集中抵抗を備えていない同じ微細構造。 d 集中抵抗を備えた提案されたPMAの交差偏光の反射成分と、集中抵抗を持たない同じ微細構造、および提示されたPMAの屈折率

パラメトリックスタディは、ANSYSHFSSソルバーによって実行されました。この研究では、超広帯域吸収を達成することが主な目的でした。この目標によると、集中抵抗のいくつかのパラメータ R _1,2 および R _3,4 内側と外側の分割リングでは、セルの長さ P PMAの長さ s F-MDSRRとS-MDSRRの分割の厚さ d ₁ 反射防止コーティング基板の厚さ、および厚さ d ₂ 研究で選ばれました。

図3aは、提案されたPMAが R の集中抵抗を採用した場合のシミュレートされた吸収を示しています。 _1,2 =50Ω、60Ω、100Ω、150Ω。 R を採用することにより _1,2 、吸収は明らかに19から25GHzに改善されました。 R として _1,2 50から150Ωにシフトすると、集中抵抗は低周波数での吸収にわずかに影響しました。したがって、 R に適切な値を選択することによって _1,2 =60Ω、提案されたPMAは超広帯域吸収を得ました。図3bに示すように、 R _3,4 主に6〜17 GHzと21〜23GHzの範囲で吸収に影響を与えました。広帯域吸収の場合、 R _3,4 180Ωになるように選択されました。長さは別の重要なパラメータでした。 PMAセルの長さが異なり、F-MDSRRとS-MDSRRに分割されたケースを調査しました。図3cは、21〜25GHzの吸収が長さ P に非常に敏感であることを示しています。 PMAセルの。広帯域吸収を実現するために、 P を選択しました =8.4mm。図3dでは、PMAが低周波数で広帯域吸収を示し、帯域幅が s の影響を受けていることが明らかでした。 これは0.6から1.5mmにシフトされました。 0.8を超える吸収率の基準によると、 s =1.2 mmは、提案されたPMAの広帯域吸収を得るために選択されました。反射防止コーティング基板の厚さの影響 d ₁ 図3eに示されています。厚さが d であることは明らかでした ₁ 7〜30GHzおよび d の広帯域吸収に影響を与えました ₁ =2.0mmがブロードバンドPMA設計に選択されました。異なる d での吸収結果 ₂ 図3fに示されています。 d であることは明らかでした ₂ 高周波における広帯域PMAの重要なパラメータでした。超広帯域吸収を実現するために、最適化された d ₂ PMA設計では1.0mmが選択されました。

さまざまなパラメータを持つ提案された超広帯域の完全なメタマテリアル吸収体の吸収は、1〜30GHzの結果になります。 a 異なる R でのPMAの吸収結果 _a 値。 b 異なる R でのPMAの吸収結果 _b 値。 c P の長さが異なるPMAの吸収結果 。 d s の長さが異なるPMAの吸収結果 。 e d の厚さが異なるPMAの吸収結果 ₁ 。 f d の厚さが異なるPMAの吸収結果 ₂

イチジクから。図2および3から、提案されたPMAの吸収帯域幅は d の厚さに敏感であることがわかりました。 ₁ および d ₂ 、および集中抵抗の値。さらに、F-MDSRRとS-MDSRRの分割は、設計で広帯域吸収を実現するために必要でした。したがって、厚さと集中抵抗は、超広帯域吸収のために最適化する必要がありました。

超広帯域吸収のメカニズムを調べるために、PMAの表面電流分布と近電界分布を、共振周波数5.1、14.5、19.1、20.8、および25.4GHzで図4に示しました。図4aの絶妙な共鳴吸収効果が示されました。これは、主にS-MDSRR微細構造のSRR-Iと、5.13GHzでのF-MDSRR微細構造の外側の分割リングに起因します。 S-MDSRRとF-MDSRRの微細構造間の強い結合は、共鳴吸収につながりました。図4cから、提案された吸収器の14.49 GHzでの吸収ピークは、4つの集中抵抗を持つF-MDSRR微細構造と、F-MDSRR微細構造の強い結合によって得られることがわかります。図4eに示すように、現在の超広帯域PMAは、F-MDSRRの分割リング間、およびSRR-IIとSRR-I間の結合効果に起因する吸収共鳴を実現しました。 20.77 GHzでは、吸収ピークは主に図4gのF-MDSRRのスプリット間リングによって引き起こされました。 F-MDSRRの外側の分割リングとS-MDSRRの微細構造のSRR-IIの間の強力な結合効果は、図4iから達成されました。超広帯域吸収を実現するには、双極子共振、等価インダクタンスと容量の共振、および結合共振が最も重要であることに注意する必要がありました。図4b、d、f、h、jから、SRR-IとSRR-Iの間の結合効果が強いため、上部空間の5.13GHzの近電界が他の応答周波数の電界とは異なることがわかりました。外側のスプリットリング。 14.49、19.1、および20.8 GHzでの共鳴吸収のタイプは互いに同じであり、それらの吸収ピークは両方ともF-MDSRR微細構造によって達成されました。示されるPMAの密度が高いほど、PMAのより良い吸収が達成されることがわかります。図4jに示すように、6つのスペースポイント（ A ₁ 、 A ₂ 、 A ₃ 、 A ₄ 、 A ₅ 、 A ₆ 、）原点に近く、密度が高い。これらの物理現象はすべて、提案された超広帯域PMAの結合効果と高次モードによって示されました。その結果、異なる微細構造と高次モード間の結合効果は、ブロードバンドPMAを設計するための重要な要素でした。

F-MDSRR微細構造、S-MDSRR微細構造、およびグランドプレーンの表面電流分布と、5.13、14.49、19.05、20.77、および25.42GHzの共振周波数でのPMAの近電界。 a 5.13GHzでの表面電流分布。 b 5.13GHzでの近電界分布。 c 14.49での表面電流分布。 d 14.49GHzでの近電界分布。 e 19.05GHzでの表面電流分布。 f 19.05GHzでの近電界分布。 g 20.77GHzでの表面電流分布。 h 20.77GHzでの近電界分布。 i 25.42GHzでの表面電流分布。 j 25.42GHzでの近電界分布

シータとファイの角度が異なる現在のPMAのシミュレートされた吸収結果について、横電磁（TEM）入射波について図5で説明します。図5aから、提案されたPMAは、シータ=0°で4.5〜25GHzの高い吸収率を示したことがわかります。ファイの角度が0から360°にシフトしたとき。図5bでは、角度が70°から80°に増加するか、-70から-80°に減少すると、吸収が大幅に減少することが明らかでした。一般に、提案されたPMAでは、シータの角度を-70°から70°にシフトし、ファイの角度を0から360°に増やして、超広帯域および広角の吸収を得ることができます。優れた吸収を説明するために、5.13、14.49、19.05、20.77、および25.42 GHzの共振周波数でシミュレートされた吸収結果は、図5c–に-90°

シータとファイの角度が異なる現在の超広帯域PMAの吸収結果。 a 1〜30 GHz（シータ=0 deg）のさまざまなファイ角度でのPMAの吸収結果。 b 1〜30 GHz（phi =0°）のシータのさまざまな角度でのPMAの吸収結果。 c 吸収は5.13GHzで−90° d 吸収は14.49GHzで−90° e 吸収は19.05GHzで−90° f 吸収は20.77GHzで−90° g 25.42GHzで−90°の吸収結果

横方向電気（TE）および横方向磁気（TM）偏光入射に対する超広帯域PMAの偏光非感受性を解釈するために、図に斜め吸収、12 GHzでの表面電流分布、および12GHzでの近電界を示しました。 。6。図6a、bから、TM偏光入射の斜め吸収結果はTE偏光入射のそれと同じであることが明らかです。異なる発生率での同じ斜め吸収は、吸収メカニズムと現在の微細構造に起因していました。たとえば、TEとTMの偏光入射を伴う12 GHzでの表面電流分布と近電界をさらに調査して、図6c–fの超広帯域PMAの偏光非感受性を示しました。提示されたPMAは、同じ表面電流分布と、異なる偏光入射波を伴う近電界を示したことが報告されました。その結果、この超広帯域PMAで偏光非感受性の特性を実現できます。

異なる偏光入射を持つ現在の超広帯域PMAの吸収結果、表面電流分布、および近電界。 a シータが0から60°にシフトした状態で、TE偏光入射が1から30GHzのPMAの斜め吸収結果。 b 。 TE偏光入射による12GHzでのPMAの近電界。 c TE偏光入射での12GHzでのPMAの表面電流分布。 d シータが0から60°にシフトした1から30GHzのTM偏光入射でのPMAの斜め吸収結果。 e TM偏光入射での12GHzでのPMAの表面電流分布。 f TM偏光入射を伴う12GHzでのPMAの近電界

誘電損失とオーミック損失を詳しく説明するために、図7に、基板の体積損失密度（VLD）と、5.13、14.49、19.05、20.77、および25.42GHzでの提案されたPAMの集中抵抗を示します。図7aから、共振周波数が5.13GHzから25.42GHzにシフトするにつれてVLDが増加することがわかりました。図7bの集中抵抗のオーム損失から、さまざまなモードを実現できます。 R の体積損失密度 ₃₄ R よりも明らかに多かった ₁₂ 5.13GHzで。差は14.49GHzで減少します。 19.05GHzおよび20.77GHzでは、 R のVLD ₃₄ R よりわずかに少なかった ₁₂ 。 25.42 GHzのとき、 R の体積損失密度 ₃₄ および R ₁₂ どちらも他の周波数よりも小さかった。 1×10 ⁵ の範囲のオーム損失は明らかでした。 w / mm ³ 〜1×10 ⁷ w / mm ³ 100 w / mm ³ の範囲の誘電損失を超えていました 〜1×10 ⁷ w / mm ⁶ 。その結果、オーム損失と誘電損失は、図1および2から提案されたこの超広帯域吸収体にとって重要でした。 3（e）および（f）および7。

基板の誘電損失とオーミック損失、および5.13、14.49、19.05、20.77、および25.42GHzでの提案されたPAMの集中抵抗。 a 共振周波数での基板の体積損失密度（VLD）。 b 共振周波数での集中抵抗の体積損失密度（VLD）

製造と測定

特性を検証するために、提案された超広帯域PMAの2つの900セル（30×30）デバイスを製造して図8に示します。このデバイスは、マイクロ波電波暗室で自由空間テスト法を使用して測定されました。チャンバー。超広帯域PMAサンプルは、3つの基板（ε）上で光学リソグ​​ラフィープロセスを使用して製造されました。 _r =4.2およびtanδ=0.02）、厚さ2 mm、1 mm、1 mm、および1mm。送信機と受信機としての2つの直線偏光標準ゲインホーンアンテナをAgilentVector Network Analyzer（VNA、N5230C）に接続しました。環境の干渉を排除するために、ネットワークアナライザの時間領域ゲーティングの機能が実験に採用されました。デバイスはターンテーブルの中央に垂直に配置され、EM波がデバイスの前面の平面波と同様になるようにしました。アンテナと被試験デバイス間の距離は、遠方界条件を満たしていました。

マイクロ波電波暗室で提案されている超広帯域PMAデバイスのプロトタイプ

提案されたPMAサンプルの角度吸収の実験結果は、入射角（θ ）0から45°にシフトしました。測定結果は、 x で入射角が0°から45°に増加するにつれて、角度吸収が緩やかに減少することを示しています。 -および y - polarized incidences. When the incident angle was zero (θ  = 0), the ultra-broadband absorption from 4.48 to 25.46 GHz could be achieved with absorptivity larger than 80% not only in x -polarized incidence but also in y -polarized incidence. Moreover, when the incident angle was 45°, the relative bandwidth of 136%, from 4.76 to 25.03 GHz, would be obtained with absorptivity larger than 60% for x -および y -polarized incident waves. From Fig. 9a, b, it was obvious that the absorptions in x -polarized incidences were same with that in x -polarized incident waves. Hence, the characteristic of polarized-insensitivity were exhibited for the proposed PMA. It was necessary to note that the absorption would exacerbate for the oblique incidence, especially with the incident angle of 45°. To improve angular absorption, the stereometamaterial structure and the substrate integrated cavity could be the beneficial candidate [22, 35]. Compared with Figs. 2(b), 6 and 9, it was clear that the experimental results agreed well with the simulated results and the presented PMA exhibited the ultra-broadband, polarized-insensitivity, and wide-incident absorption.

The experimental absorption for the proposed ultra-broadband PMA devices when the incident angle (θ ) shifted from 0 to 45° in the x -polarized and y -偏光発生率。 a The experimental absorption results of the PMA sample with θ of 0°, 15°, 30°, and 45° in the x -polarized incident waves. b The experimental absorption results of the PMA sample with θ of 0°, 15°, 30° and 45° in the y -polarized incident waves

Conclusion

In conclusion, we have proposed, designed, and fabricated an ultra-wideband perfect metamaterial absorber with polarized-insensitivity and wide-incident absorption. The angular absorption spectrum, surface current, and near electric-field distributions were explored to validate the excellent characteristics of the proposed perfect metamaterial absorber with strong coupling effects. The fabricated metamaterial absorber device was fabricated, measured, and analyzed. The experimental results indicated that the ultra-broadband absorption from 4.48 to 25.46 GHz could be achieved with absorptivity larger than 80% with normal incidences for x -polarization and y -polarization. For the oblique incidences with the incident angle of 45°, the perfect metamaterial absorber exhibited the relative bandwidth of 136% with absorptivity larger than 60% for different polarized incidences. This perfect metamaterial absorber device with the innovation is promising for many practical applications such as radar cross scatter reduction and electromagnetic protection in different flight platform.

略語

EM：

電磁気

MDSRR:

Metallic double split ring resonators

PBCs:

Periodic boundary conditions

PMA：

Perfect metamaterial absorber

SRR-I:

Split ring resonator-I

SRR-II:

Split ring resonator-II

TE:

Transverse electric

TEM：

Transverse electromagnetic

TM:

Transverse magnetic