磁性材料與超材料復(fù)合吸波器的設(shè)計(jì)研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代科技的飛速發(fā)展與競(jìng)爭(zhēng)的日益激烈，傳統(tǒng)吸波材料面臨著很大的挑戰(zhàn)，單一結(jié)構(gòu)或類(lèi)型的材料很難滿(mǎn)足日益提高的吸波材料高性能要求。磁性材料由于其高介電常數(shù)和磁導(dǎo)率以及良好的阻抗匹配和損耗特性一直是吸波材料領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)，容易實(shí)現(xiàn)寬帶吸收，但在低頻段存在厚度厚質(zhì)量重的瓶頸；超材料由于其奇特的物理特性和便捷的調(diào)控方式，容易通過(guò)調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)參數(shù)實(shí)現(xiàn)100％的吸收特性，但通常頻帶很窄。本文結(jié)合磁性材料吸波器和超材料吸波器的優(yōu)缺點(diǎn)，設(shè)計(jì)研究磁性材料和超

2、材料復(fù)合吸波器，為“厚度薄、質(zhì)量輕、頻帶寬、吸收性強(qiáng)”的高性能吸波材料提供新途徑。
　　本文首先研究磁性材料與超材料復(fù)合吸波器的低頻寬頻化吸收機(jī)理，設(shè)計(jì)了一種磁性材料與超材料多層復(fù)合吸波器，其在1.65GHz到4.29GHz頻段實(shí)現(xiàn)了85%的寬帶吸收特性。首先通過(guò)仿真研究了各層的主要作用和不同結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)吸收率的調(diào)控規(guī)律，發(fā)現(xiàn)寬帶的形成主要來(lái)源于多諧振的不完全疊加。并對(duì)諧振頻點(diǎn)處的能量損耗和表面電流分布進(jìn)行了仿真分析，發(fā)現(xiàn)磁性材料與

3、超材料復(fù)合吸波器的低頻寬頻化吸收機(jī)理是超材料層可以改變吸波器結(jié)構(gòu)中電磁場(chǎng)的分布，引起不同的諧振機(jī)制。還制備了實(shí)驗(yàn)樣品，在微波暗室中用弓形法進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試結(jié)果與仿真結(jié)果符合的很好。
　　在研究了磁性材料與超材料復(fù)合吸波器的低頻寬頻化吸收機(jī)理的基礎(chǔ)上，通過(guò)改變結(jié)構(gòu)進(jìn)行了性能優(yōu)化設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)了基于十字形結(jié)構(gòu)的復(fù)合超材料吸波器。研究了基于磁性基板加載和基于磁性基板與電介質(zhì)基板加載的復(fù)合超材料吸波器低頻寬帶強(qiáng)吸收特性，通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究了多種不同模