超常材料增強(qiáng)和調(diào)控微波吸收材料吸收特性研究.pdf

1、微波吸收材料不論是作為最有效的國防武器裝備隱身材料，還是作為各種民用與軍用靈敏度極高的電子設(shè)備和電子儀器的抗電磁波干擾材料(EMI)都越來越受到重視，國內(nèi)外研究學(xué)者對此一直保持著較高的研究熱情。但無論是國內(nèi)外應(yīng)用多年的炭黑、鐵氧體、金屬微粉、多晶鐵纖維，還是近年來發(fā)展的以納米材料為代表的新型微波吸收劑，仍存在隱身頻帶窄、吸波能力不夠強(qiáng)、涂層較厚、面密度較大以及吸波頻段難以調(diào)控等缺點(diǎn)，因此研制新一代輕、寬、低、強(qiáng)及可調(diào)控的吸波材料成為當(dāng)前

2、研究的熱點(diǎn)。本文提出利用超常材料來增強(qiáng)和調(diào)控常規(guī)微波吸收材料的微波吸收性能。超常材料是自然界不存在的通過人工合成的人造介質(zhì)，其具有自然介質(zhì)所不具有的奇異特性，如負(fù)的等效介電常數(shù)和負(fù)的等效磁導(dǎo)率。此外，超常材料的共振頻率可以通過改變它的形狀、結(jié)構(gòu)、尺寸、和排列方式進(jìn)行調(diào)節(jié)。
　　 本文提出三種基于不同結(jié)構(gòu)的超常材料，用以增強(qiáng)和調(diào)控微波吸收材料的微波吸收性能。第一種為基于開口諧振環(huán)(SRRs)和金屬線結(jié)構(gòu)的超常材料，將此種超常材料覆

3、蓋于常規(guī)微波吸收材料羰基鐵粉的表面，通過仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，利用此種結(jié)構(gòu)可以增強(qiáng)微波吸收材料的反射損耗，同時(shí)可使微波吸收頻段向低頻方向移動(dòng)。當(dāng)電磁波垂直極化且電場方向平行金屬導(dǎo)線時(shí)，吸收峰位由6GHz移至4.8GHz附近，低于-10dB的頻段也由原來的5～7GHz移至4.2～6.2GHz。當(dāng)電磁波平行極化時(shí)，分別在4.8GHz和7GHz附近出現(xiàn)2個(gè)吸收峰，反射損耗低于-10dB的頻段范圍為4～9GHz，帶寬達(dá)到5GHz。仿真結(jié)果表明SR

4、Rs結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的磁共振和金屬線產(chǎn)生的電共振是增強(qiáng)和調(diào)控微波吸收的主要因素。
　　 第二種為基于金屬短桿對結(jié)構(gòu)的超常材料，將此種超常材料嵌入到常規(guī)微波吸收材料羰基鐵粉涂層之中，類似于三明治的方式，通過仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，相比基于SRRs結(jié)構(gòu)的超常材料而言，此種結(jié)構(gòu)可以更顯著地增強(qiáng)吸收，反射損耗低于-10dB的頻段由原來的5～7.4GHz移至3.9～9.4GHz。此外，微波吸收性能可以通過改變短桿的尺寸、排列方式以及層數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)。