電磁超材料吸波體的設(shè)計與應(yīng)用研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代電子技術(shù)的迅速發(fā)展，超材料成為近年來國際學(xué)術(shù)界的一個研究熱點，在雷達(dá)、天線隱身、電子對抗等國防技術(shù)領(lǐng)域擁有很大的研發(fā)潛力和應(yīng)用空間，它的發(fā)現(xiàn)為電磁理論領(lǐng)域開辟了一個全新的研究方向。傳統(tǒng)的雷達(dá)吸波材料由于自身存在著諸如重量大、厚度大、自適應(yīng)能力弱等缺點，使其在應(yīng)用上受到了限制。超材料吸波體作為超材料研究領(lǐng)域的一個分支，它通過實現(xiàn)與自由空間的阻抗匹配，使入射電磁波在結(jié)構(gòu)的表面不被反射的進(jìn)入到吸波體結(jié)構(gòu)內(nèi)部，在介質(zhì)損耗和歐姆損耗的作用

2、下把電磁波轉(zhuǎn)化為熱能消耗掉，從而實現(xiàn)對電磁波的完美吸收。因此，利用超材料技術(shù)設(shè)計新型的吸波材料已成為電磁領(lǐng)域一個新的研究方向。在此背景下，本文的主要工作是在研究超材料吸波體工作機理的基礎(chǔ)上設(shè)計對電磁波具有完美吸收特性的超材料吸波體，并對其在天線隱身方面的應(yīng)用進(jìn)行相關(guān)研究。本次課題的研究內(nèi)容主要由以下三部分組成：
　　第一部分，首先對本次課題的背景意義和國內(nèi)外電磁超材料吸波體的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了簡要的概述，然后對電磁超材料的基本理論進(jìn)行

3、了分析，重點研究了超材料吸波體的吸收機理和電磁參數(shù)提取方法，接著介紹了吸波材料和天線的基本性能參數(shù)，在此基礎(chǔ)上提出了本次課題的設(shè)計要求以及本次設(shè)計的主要規(guī)劃。
　　第二部分，設(shè)計了一款單頻超材料吸波體，并對其在天線RCS減縮中的應(yīng)用進(jìn)行了研究。首先，設(shè)計了一種全金屬背板結(jié)構(gòu)的超材料吸波體，采用這種結(jié)構(gòu)可以保證電磁波的透射為零，減少電磁波的空間散射。該吸波體在10.2GHz頻段的吸收率達(dá)到99.9％，相比于以往的研究，該吸波體同時兼

4、備很好的寬入射角、極化不敏感和工作頻點穩(wěn)定等特性。針對于吸波體其應(yīng)用研究較少的問題，本文對吸波體在天線RCS減縮中的應(yīng)用進(jìn)行了研究。仿真結(jié)果表明，吸波體在不影響天線正常輻射的情況下對天線工作頻帶內(nèi)的RCS具有明顯的減縮作用，我們可以有效地將其用于天線隱身等領(lǐng)域。
　　第三部分，為了增加吸波體的工作頻段，本文采用雙環(huán)嵌套結(jié)構(gòu)設(shè)計了一款雙頻超材料吸波體，工作在6.3GHz和13.01GHz兩個頻段。設(shè)計的這款雙頻吸波體在兩個工作頻段實