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Design, Simulation, and Fabrication of High-Performance Metamaterial Absorber for EMI Mitigation and THz NDT/Imaging Applications: A Shape-Preserved GHz-to-THz Transition Approach
Advanced Theory and Simulations ( IF 2.9 ) Pub Date : 2025-05-20 , DOI: 10.1002/adts.202500329 Ahmet Teber
Advanced Theory and Simulations ( IF 2.9 ) Pub Date : 2025-05-20 , DOI: 10.1002/adts.202500329 Ahmet Teber
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A metamaterial absorber (MMA) designed for the 5G FR2/mmWave bands (24.25–24.45 and 24.75–25.25 GHz) is simulated with CST Studio Suite and fabricated using laser and wet etching techniques. Absorption measurements are performed using horn antennas in conjunction with a vector network analyzer (VNA). The absorber achieves >95.8% absorption under normal incidence for Mode-1, while it exceeds 90% for Mode-2 in the 24.75–25.20 GHz. The simulation results are validated through an electrical equivalent circuit model and experimental data. This absorber presents a promising solution for electromagnetic interference (EMI) reduction and shielding applications. The same structure, scaled from mm to µm without shape alteration, achieved over 90% absorption in the terahertz (THz) region (24–26 THz), particularly in the 24–25.12 THz range. The THz region, known as the “THz gap”, presents challenges due to limited THz sources and detectors. However, technologies such as THz non-destructive testing (NDT) offer potential in biomedical, communication, and defense applications. From this perspective, the high performance and scalability to µm dimensions without changing the shape of the absorber make it suitable for high-frequency EM shielding applications. This dual behavior in the GHz and THz regions offers a versatile advantage due to its varied functionality.
中文翻译:
用于 EMI 缓解和太赫兹无损检测/成像应用的高性能超材料吸收器的设计、仿真和制造:一种形状保持的 GHz-太赫兹过渡方法
使用 CST Studio Suite 模拟了专为 5G FR2/毫米波频段(24.25–24.45 和 24.75–25.25 GHz)设计的超材料吸收体 (MMA),并使用激光和湿法蚀刻技术制造。吸收测量是使用喇叭天线与矢量网络分析仪 (VNA) 结合使用进行的。该吸收器在模式 1 的正常入射下达到 >95.8% 的吸收,而在 24.75–25.20 GHz 的模式 2 下超过 90%。仿真结果通过电气等效电路模型和实验数据进行验证。该吸收器为电磁干扰 (EMI) 减少和屏蔽应用提供了一个有前途的解决方案。相同的结构,从 mm 到 μm 而没有形状改变,在太赫兹 (THz) 区域 (24–26 THz) 中实现了超过 90% 的吸收,特别是在 24–25.12 THz 范围内。太赫兹区域被称为“太赫兹间隙”,由于太赫兹源和探测器有限,带来了挑战。然而,太赫兹无损检测 (NDT) 等技术在生物医学、通信和国防应用中具有潜力。从这个角度来看,在不改变吸收器形状的情况下,高性能和可扩展到μm 尺寸,使其适用于高频电磁屏蔽应用。这种在 GHz 和 THz 区域的双重行为由于其多样化的功能而提供了多种优势。
更新日期:2025-05-20
中文翻译:
用于 EMI 缓解和太赫兹无损检测/成像应用的高性能超材料吸收器的设计、仿真和制造:一种形状保持的 GHz-太赫兹过渡方法
使用 CST Studio Suite 模拟了专为 5G FR2/毫米波频段(24.25–24.45 和 24.75–25.25 GHz)设计的超材料吸收体 (MMA),并使用激光和湿法蚀刻技术制造。吸收测量是使用喇叭天线与矢量网络分析仪 (VNA) 结合使用进行的。该吸收器在模式 1 的正常入射下达到 >95.8% 的吸收,而在 24.75–25.20 GHz 的模式 2 下超过 90%。仿真结果通过电气等效电路模型和实验数据进行验证。该吸收器为电磁干扰 (EMI) 减少和屏蔽应用提供了一个有前途的解决方案。相同的结构,从 mm 到 μm 而没有形状改变,在太赫兹 (THz) 区域 (24–26 THz) 中实现了超过 90% 的吸收,特别是在 24–25.12 THz 范围内。太赫兹区域被称为“太赫兹间隙”,由于太赫兹源和探测器有限,带来了挑战。然而,太赫兹无损检测 (NDT) 等技术在生物医学、通信和国防应用中具有潜力。从这个角度来看,在不改变吸收器形状的情况下,高性能和可扩展到μm 尺寸,使其适用于高频电磁屏蔽应用。这种在 GHz 和 THz 区域的双重行为由于其多样化的功能而提供了多种优势。




















































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