新型超材料設(shè)計(jì),探索其單元結(jié)構(gòu)電磁響應(yīng)特性,完善其理論計(jì)算體系和分析方法,推進(jìn)其在隱身材料、光電器件等領(lǐng)域的應(yīng)用研究具有重要的意義。本論文基于這些研究熱點(diǎn),為實(shí)現(xiàn)完美電磁損耗、傳輸以及極化轉(zhuǎn)換等電磁特性調(diào)控,提出了一系列超材料基本單元結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。采用數(shù)值模擬、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證以及理論分析,研究超材料單元結(jié)構(gòu)電磁響應(yīng)特性,探索單元結(jié)構(gòu)內(nèi)部機(jī)制。主要工作及創(chuàng)新成果如下：1.基于十字型結(jié)構(gòu),構(gòu)造出單頻帶、雙頻帶以及寬頻帶超材料吸波體。首先、設(shè)計(jì)了十字型結(jié)構(gòu)完美超材料吸波體,通過(guò)仿真和實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了驗(yàn)證。基于諧振電路理論,通過(guò)仿真進(jìn)一步研究了十字型吸波體諧振吸收頻率對(duì)其幾何參數(shù)的依賴關(guān)系。其次、設(shè)計(jì)了十字型結(jié)構(gòu)單層共平面雙頻段、四頻段以及多頻段完美超材料吸波體并提出對(duì)應(yīng)的等效電路模型,通過(guò)仿真進(jìn)行了理論分析和驗(yàn)證。最后、基于多重諧振疊加原理設(shè)計(jì)了十字型多層結(jié)構(gòu)吸波體并通過(guò)仿真和實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了驗(yàn)證,設(shè)計(jì)的四十層十字型結(jié)構(gòu)吸波體,吸收率大于80%的相對(duì)帶寬達(dá)到了63.3%。2.基于集總元件的超材料吸波體寬頻化設(shè)計(jì)。在傳統(tǒng)的超材料單元結(jié)構(gòu)中加載集總元件能夠有效地改善電磁諧振特性與阻抗匹配特性,增強(qiáng)電磁損耗,展寬吸... 

【文章來(lái)源】：華中科技大學(xué)湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：130 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 電磁超材料
    1.3 電磁損耗超材料
    1.4 手征性超材料
    1.5 論文的主要內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)
2 電磁損耗與手征超材料理論基礎(chǔ)以及研究方法
    2.1 超材料吸波體理論基礎(chǔ)
    2.2 手征超材料理論基礎(chǔ)與表征方法
    2.3 電磁超材料研究方法
3 基于十字型結(jié)構(gòu)超材料吸波體寬頻化設(shè)計(jì)
    3.1 前言
    3.2 基于十字型結(jié)構(gòu)完美超材料窄頻帶吸波體
    3.3 基于十字型結(jié)構(gòu)超材料吸波體寬頻化設(shè)計(jì)
    3.4 本章小結(jié)
4 基于集總元件加載的超材料吸波體寬頻化設(shè)計(jì)
    4.1 前言
    4.2 雙U型結(jié)構(gòu)加載集總元件的超材料吸波體
    4.3 四重開縫環(huán)結(jié)構(gòu)加載集總元件的超材料吸波體
    4.4 本章小結(jié)
5 巨圓二色性、光學(xué)活性、超透性與負(fù)折射平面手征超材料設(shè)計(jì)
    5.1 前言
    5.2 基于雙層開縫環(huán)結(jié)構(gòu)巨圓二色性與負(fù)折射手征超材料
    5.3 基于雙層互補(bǔ)U型結(jié)構(gòu)巨旋光性與負(fù)折射手征超材料
    5.4 基于雙層互補(bǔ)共軛十字型超透性與負(fù)折射手征超材料
    5.5 本章小結(jié)
6 基于不對(duì)稱結(jié)構(gòu)手征超材料極化轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)
    6.1 前言
    6.2 完美雙頻帶圓極化轉(zhuǎn)換器
    6.3 雙頻帶圓極化和單頻帶線極化轉(zhuǎn)換器
    6.4 寬頻帶線極化轉(zhuǎn)換器
    6.5 本章小結(jié)
7 總結(jié)與展望
    7.1 全文內(nèi)容總結(jié)
    7.2 未來(lái)工作展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄1 攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表論文目錄


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于集總元件的低頻寬帶超材料吸波體設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)研究[J]. 王瑩,程用志,聶彥,龔榮洲.  物理學(xué)報(bào). 2013(07)
[2]基于電阻膜與分形頻率選擇表面的超薄寬頻帶超材料吸波體的設(shè)計(jì)[J]. 程用志,聶彥,龔榮洲,王鮮.  物理學(xué)報(bào). 2013(04)
[3]A wideband metamaterial absorber based on a magnetic resonator loaded with lumped resistors[J]. 程用志,龔榮洲,聶彥,王鮮.  Chinese Physics B. 2012(12)
[4]手征超常介質(zhì)結(jié)構(gòu)及其強(qiáng)旋光性和負(fù)折射率[J]. 楊方清,李杰,董建峰.  材料導(dǎo)報(bào). 2011(15)
[5]圓環(huán)結(jié)構(gòu)人工電磁吸波材料的仿真與實(shí)驗(yàn)研究[J]. 程用志,肖婷,楊河林,肖柏勛.  物理學(xué)報(bào). 2010(08)
[6]自由空間法測(cè)試超材料的電磁參數(shù)[J]. 裴志斌,顧超,屈紹波,馬華,王甲富.  空軍工程大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2008(05)
[7]用自由空間法測(cè)量材料復(fù)介電常數(shù)的研究[J]. 盧子焱,唐宗熙,張彪.  航空材料學(xué)報(bào). 2006(02)
[8]微波吸收材料發(fā)射率測(cè)量[J]. 徐德忠,翟宏.  宇航計(jì)測(cè)技術(shù). 2001(05)
[9]“廣義匹配規(guī)律”的論證及在隱身材料中的應(yīng)用[J]. 秦柏,秦汝虎,金崇君.  哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 1997(04)

博士論文
[1]人工微結(jié)構(gòu)材料的特性與應(yīng)用的若干研究[D]. 葉余千.浙江大學(xué) 2010



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