【摘要】：超材料吸波器作為超材料研究領域的分支,利用了超材料的損耗和電磁可調控特性,具有吸收強、質量輕的優(yōu)點,且突破了傳統(tǒng)吸波材料的厚度限制。由于電磁超材料本身的電磁諧振特性,使得超材料吸波器大多為窄帶吸收,限制了其應用范圍。本文采用面內多諧振復合結構拓展帶寬的方式是目前寬帶吸波的研究熱點之一。從電磁超材料的基本特性出發(fā),通過合理調節(jié)超材料的幾何參數來構建電磁諧振結構,使得該結構與投射的電磁波電磁分量耦合達到吸波器的完美吸收。利用等效媒質理論提取結構的等效電磁參數,通過吸波器的電場和表面電流分布分析其吸波機理,并討論吸波結構的幾何參數對吸收率的影響。本文設計的吸波器都選用經典的三層結構,即上層是能夠產生電磁共振的金屬諧振結構,中層是能消耗入射電磁波的介質層,下層金屬地面。本文主要設計如下:首先,利用在平面鋪展多尺寸諧振結構單元的方法拓展帶寬,其單元結構是由開口諧振環(huán)演變的兩個圓形開口環(huán)組合而成,利用多個吸收峰疊加原理將不同尺寸的單元結構組成33?排列型寬帶吸波器,其吸收率在80%以上的帶寬為1.39GHz,相對于中心頻率的半峰值帶寬(Full Width at Half Maximum,FWHM)為16.5%;其次,利用在平面添加不同種類諧振結構的方法展寬頻帶,上層諧振結構是在方形開口環(huán)的基礎上加載四向箭頭結構,其吸波器吸收率在70%以上的帶寬為3.02GHz,FWHM為18.5%;最后,將第一款吸波器的圓形開口環(huán)與第二款吸波器的方形開口環(huán)進行結合改進,其吸波器吸收率達到90%以上的帶寬為11.67GHz,FWHM為%8.83。另外,為了驗證吸波器吸波的有效性,將第一款吸波器分別以覆蓋和一體化的方式加載到微帶參考天線上,以縮減其雷達散射截面(Radar Cross Section,RCS),對比分析加載前后參考天線的輻射特性和散射特性,仿真表明加載吸波器對天線輻射特性沒有影響,且一體化加載方式在10.65GHz達到最大RCS縮減值13.43dBsm。綜上,本文設計的超材料吸波器實現(xiàn)了寬帶吸收,并具有極化不敏感特性,結構簡單易于加工,可應用與天線系統(tǒng)、吸波材料等領域。將超材料吸波器應用于天線中可縮減天線的RCS,表明其在電磁隱身等方面有潛在應用價值。
【圖文】：

第 1 章 緒論意義的等效電磁參數（即介電常數 和磁導率 ）來表作用，，根據等效電磁參數的正負對自然界中的材料其介電常數實部與磁導率實部大多為正數，人們將相反的情況定義為“雙負材料”(Double-Negative M(Left-Handed Materials，LHM)；單負材料(Single-Ne或者磁導率實部中有一個為負數；近零折射率材Z)介電常數的實部和磁導率的實部都近似為零[1-3]。

重慶郵電大學碩士學位論文 第 1 章 緒論通過閱讀超材料的相關文獻，總結其基本特點主要分為以下幾點：(1)超材料的結構尺寸遠小于工作波長，屬于亞波長人工結構；(2)超材料是由單元結構以周期性排列而成的陣列；(3)超材料具有天然材料沒有的超常物理特性，如逆多普勒效應、負折射現(xiàn)象等；(4)超材料的特異電磁效應不是來源于材料本身，而是決定于諧振結構單元的設計。圖 1.2 為幾種典型的超材料結構。
【學位授予單位】：重慶郵電大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TB34

【參考文獻】

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1 陳國紅;周芳靈;趙麗平;段紅珍;;鐵氧體磁性材料的吸波機理及改善吸波性能的研究進展[J];化工進展;2015年11期

2 李承添;姜彥南;曹衛(wèi)平;;基于負相移特性的復合左右手傳輸線功分器小型化設計[J];桂林電子科技大學學報;2015年03期

3 王瑩;程用志;聶彥;龔榮洲;;基于集總元件的低頻寬帶超材料吸波體設計與實驗研究[J];物理學報;2013年07期

4 王晨;顧家琳;康飛宇;;吸波材料理論設計的研究進展[J];材料導報;2009年05期

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1 王平友;頻率選擇表面技術及在天線罩設計方面的應用[D];電子科技大學;2017年

2 張慶樂;新型電磁超材料在天線中的應用[D];北京理工大學;2016年

本文編號：2625671