基于石墨烯的吸波器電磁特性研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代雷達與天線技術(shù)的快速發(fā)展，對飛行器等軍事目標的生存能力構(gòu)成了極大的威脅和挑戰(zhàn)。而石墨烯材料具備優(yōu)異的電磁特性，可為高性能微波、毫米波乃至太赫茲吸波器的研究及飛行器的隱身設(shè)計提供重要的設(shè)計思路和技術(shù)路徑。因此，本文在詳細地研究了石墨烯的電導(dǎo)率模型及其電可調(diào)特性基礎(chǔ)上，從數(shù)值仿真、理論分析與加工實測等方面研究石墨烯吸波器對電磁波的吸收特性。主要工作內(nèi)容如下：
　　1.首先深入地探討了石墨烯的電磁特性，包括：電導(dǎo)率、表面阻抗、相

2、對介電常數(shù)，并給出不同條件下的特性曲線，為后續(xù)章節(jié)的設(shè)計提供理論基礎(chǔ)。
　　2.分別基于局部非周期多層石墨烯表面、十字縫隙型石墨烯表面設(shè)計出兩款超寬帶吸波器（17.92GHz~188.73GHz，4.37GHz~17.8GHz），二者均實現(xiàn)了寬角度、極化不敏感的超寬帶吸波，且調(diào)節(jié)外加偏置電壓，獲得動態(tài)的吸波特性。另外，分別依據(jù)干涉法及其拓展形式、阻抗匹配法定量地分析了兩款吸波器的超寬帶吸波機理，且理論運算結(jié)果與仿真數(shù)據(jù)相一致，進一

3、步驗證了仿真的準確性。最后，研究了此兩種吸波器的RCS特性，發(fā)現(xiàn)它們可有效地降低目標的RCS，實現(xiàn)目標隱身的目的。
　　3.將石墨烯與金屬結(jié)構(gòu)結(jié)合，設(shè)計出一款可調(diào)THz吸波器，研究發(fā)現(xiàn)其吸波寬帶及吸波峰分別在0.52THz~1.66THz、1.34THz~1.75THz頻段內(nèi)隨頻率連續(xù)可調(diào)。隨后，又分別依據(jù)場分析法、干涉法對吸波特性進行定性與定量分析，分析結(jié)果均與仿真一致。
　　4.為了進一步驗證石墨烯吸波器的吸波性能，設(shè)計