空气介质电容器启发的可重构宽带电磁波吸收结构

为解决阻抗匹配(impedance matching)与损耗能力(loss capability)在有限厚度下难以协同优化的问题，研究人员受收音机空气介质电容器(air dielectric capacitors)启发，设计出旋转对称离散多孔碳化硅基超材料(RSDP-SiC)。该结构通过参数调控，在4–18 GHz频段实现90%以上吸收率，且具有0.102 g·cm?2的超低面密度，对入射角不敏感，为新一代高效、轻量化、宽带可重构吸波材料开发提供新思路。

　　

这项突破性研究从经典收音机的空气介质电容器(air dielectric capacitors)中获得灵感，巧妙设计出旋转对称离散多孔碳化硅基超材料(RSDP-SiC)。就像精准调谐收音机电容一样，通过多尺度调控这种仿生结构的几何参数，成功打破了传统吸波材料中阻抗匹配(impedance matching)与损耗能力(loss capability)的耦合限制。优化后的结构展现出令人惊艳的"电磁隐身"性能：在4–18 GHz超宽频带内吞噬90%以上电磁波，面密度仅0.102 g·cm^?2——相当于用A4纸的重量实现军用级吸波效果。更神奇的是，这种结构对电磁波入射角度具有"钝感"特性，就像荷叶对水滴的包容性，为开发智能可重构(reconfigurable)隐身材料开辟了新通路。该成果或将催生新一代超轻、超薄、"频段可编程"的电磁防护装备，在军事隐身技术和5G通信电磁兼容领域具有重要应用前景。