柔性電磁超材料吸波器研究.pdf

1、電磁超材料(Electromagnetic Metamaterial，EMM)是一類通過特殊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而具有負(fù)介電常數(shù)或負(fù)磁導(dǎo)率的人工復(fù)合材料。近年來，國內(nèi)外學(xué)者對(duì)電磁超材料做了諸多研究，實(shí)現(xiàn)了電磁超材料介電常數(shù)和磁導(dǎo)率實(shí)部與虛部的同時(shí)調(diào)控。根據(jù)電磁超材料所展現(xiàn)出的優(yōu)異特性，其應(yīng)用領(lǐng)域涵蓋了軍事、民用等多個(gè)領(lǐng)域和頻段，其中之一就是用來高效地吸收入射到它表面的空間電磁波能量，即電磁超材料吸波器(Metamaterial Absorber，

2、MMA)，這在常規(guī)吸波材料的領(lǐng)域中開辟了一個(gè)嶄新的研究方向。
　　隨著電磁超材料吸波器研究的不斷深入，人們已經(jīng)不僅僅滿足于追求平面結(jié)構(gòu)電磁超材料吸波器的優(yōu)越性能，而是希望將電磁超材料吸波器運(yùn)用到更加廣闊復(fù)雜的環(huán)境中。出于吸波器共形于目標(biāo)表面的考慮，柔性電磁超材料吸波器應(yīng)運(yùn)而生。本文基于電磁超材料技術(shù)，設(shè)計(jì)并研究了幾款平面結(jié)構(gòu)電磁超材料吸波器與柔性電磁超材料吸波器，并將平面吸波器與柔性吸波器進(jìn)行性能對(duì)比，說明了柔性吸波器的優(yōu)點(diǎn)。設(shè)計(jì)

3、的吸波器具有超薄、多頻/寬帶吸收、極化方式不敏感、可大角度入射等特性，并運(yùn)用等效阻抗計(jì)算、表面電流分布、能量損耗等分析方法，闡述了設(shè)計(jì)的電磁超材料吸波器的吸波損耗過程。最后通過科學(xué)的測(cè)試方法，對(duì)樣品進(jìn)行了性能測(cè)試，驗(yàn)證了設(shè)計(jì)的正確性。
　　本文第一部分討論了兩款多頻（雙頻）電磁超材料吸波器。其中第一款平面吸波器實(shí)現(xiàn)了對(duì)垂直入射電磁波的微波段完美多頻吸收；第二款柔性吸波器可對(duì)微波頻段雙頻點(diǎn)進(jìn)行吸收，吸收率大于96％。最后將兩款吸波器

4、進(jìn)行對(duì)比，柔性吸波器厚度更薄，應(yīng)用場(chǎng)合更廣。
　　本文第二部分研究了一款平面寬頻吸波器，其利用加載集總電阻技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)垂直入射電磁波的微波段寬帶吸收，吸收率大于90%。并且對(duì)水平極化電磁波(Transverse Electric，TE)和垂直極化電磁波(Transverse Magnetic，TM)具有相似的吸波性能，即對(duì)入射波極化方式不敏感。
　　第三部分設(shè)計(jì)了一款柔性超寬頻吸波器，可對(duì)6.08-13.04GHz頻段電磁