【摘要】：本文通過對UHF頻段超材料吸波體開展寬帶小型化研究,解決在射頻識別(Radio Frequency Identification,RFID)系統(tǒng)、4G移動通信等領(lǐng)域傳統(tǒng)吸波材料尺寸較大、吸收帶寬較窄的問題。本文第一部分主要研究了一款多層方環(huán)結(jié)構(gòu)UHF頻段超材料吸波體。在901~947MHz的頻帶內(nèi)對入射電磁波的吸收率大于90%,吸收帶寬為46MHz。其優(yōu)勢在于:該吸波體厚度較薄,且用簡單結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了多吸收峰疊加從而拓展了吸收帶寬。本文第二部分主要研究了一款小型化的UHF頻段超材料吸波體。在第一部分單層方環(huán)的基礎(chǔ)上,通過方環(huán)內(nèi)彎折設(shè)計(jì)和加載集總電阻的方法實(shí)現(xiàn)了小型化和單諧振點(diǎn)帶寬拓展。在840~990MHz的頻帶內(nèi)對入射電磁波的吸收率大于90%,吸收帶寬為150MHz,相對帶寬超過14%。單元尺寸縮減到20mm×20mm,僅為諧振頻率(910MHz)工作波長的0.06倍左右。且通過簡易RFID系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)表明該吸波體可用于RFID系統(tǒng)中,一定程度上抑制誤識別并防止鄰近RFID系統(tǒng)的竄讀。本文第三部分主要研究了一款超寬帶小型化的UHF頻段超材料吸波體。在第二部分彎折結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,通過加載更多集總電阻和彎折線近距離耦合引入多個諧振點(diǎn)的方法實(shí)現(xiàn)了小型化和超寬帶吸收。在0.8~2.7GHz的頻帶內(nèi)對入射電磁波的吸收率大于90%,吸收帶寬為1.9GHz,相對帶寬超過108%。該吸波體對垂直極化電磁波(Transverse Electric,TE)和水平極化電磁波(Transverse Magnetic,TM)具有相似的吸波性能,同時具有良好的大角度入射性能。該吸波體單元尺寸為20mm×20mm,僅為下限頻率(0.8GHz)工作波長的0.05倍左右。本文第四部分主要研究了一款基于UHF頻段超材料吸波體的小型暗箱,該部分較前三部分更加關(guān)注UHF頻段超材料吸波體的實(shí)用性。設(shè)計(jì)該暗箱的目的在于實(shí)現(xiàn)對標(biāo)簽的快速質(zhì)量檢測。對暗箱內(nèi)部進(jìn)行了電場的仿真分析,并基于UHF-RFID系統(tǒng)進(jìn)行了測試,通過不同測試環(huán)境下的對比分析,表明了在暗箱內(nèi)部可以找到一個反射干擾較低、可用于標(biāo)簽的快速質(zhì)量檢測的區(qū)域。該工作的意義在于:選擇超材料吸波體作為暗箱的吸波材料能高效吸收電磁波,同時克服了UHF頻段暗箱傳統(tǒng)吸波材料尺寸過大的問題。
【圖文】：

圖 1. 1 N. I. Landy 等人提出的完美吸波體波體的研究現(xiàn)狀述關(guān)于超材料吸波體的研究方向很廣，本小節(jié)將主要概述外研究現(xiàn)狀。拓寬吸收帶寬的方法主要有以下三種：第一種方法是使用[44, 75-77]，基于干涉原理形成多個頻點(diǎn)相互靠近的吸收峰，，

UHF 頻段超材料吸波體寬帶小型化研究圖 1. 1 N. I. Landy 等人提出的完美吸波體.2 超材料吸波體的研究現(xiàn)狀上一小節(jié)中所述關(guān)于超材料吸波體的研究方向很廣，本小節(jié)將主要概述超材料吸波體小型化的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀。超材料吸波體拓寬吸收帶寬的方法主要有以下三種：第一種方法是使用多層堆疊結(jié)構(gòu)立體堆疊結(jié)構(gòu)[44, 75-77]，基于干涉原理形成多個頻點(diǎn)相互靠近的吸收峰，如圖 1.2 所示
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TP391.44;TB34

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2531096