發(fā)布時間：2017-09-16 04:16

  本文關(guān)鍵詞：柔性電磁超材料吸波器研究

  更多相關(guān)文章： 電磁超材料 多頻/寬帶吸波器 柔性基板 極化不敏感 大角度入射

【摘要】：電磁超材料(Electromagnetic Metamaterial,EMM)是一類通過特殊的結(jié)構(gòu)設(shè)計而具有負介電常數(shù)或負磁導(dǎo)率的人工復(fù)合材料。近年來,國內(nèi)外學(xué)者對電磁超材料做了諸多研究,實現(xiàn)了電磁超材料介電常數(shù)和磁導(dǎo)率實部與虛部的同時調(diào)控。根據(jù)電磁超材料所展現(xiàn)出的優(yōu)異特性,其應(yīng)用領(lǐng)域涵蓋了軍事、民用等多個領(lǐng)域和頻段,其中之一就是用來高效地吸收入射到它表面的空間電磁波能量,即電磁超材料吸波器(Metamaterial Absorber,MMA),這在常規(guī)吸波材料的領(lǐng)域中開辟了一個嶄新的研究方向。隨著電磁超材料吸波器研究的不斷深入,人們已經(jīng)不僅僅滿足于追求平面結(jié)構(gòu)電磁超材料吸波器的優(yōu)越性能,而是希望將電磁超材料吸波器運用到更加廣闊復(fù)雜的環(huán)境中。出于吸波器共形于目標表面的考慮,柔性電磁超材料吸波器應(yīng)運而生。本文基于電磁超材料技術(shù),設(shè)計并研究了幾款平面結(jié)構(gòu)電磁超材料吸波器與柔性電磁超材料吸波器,并將平面吸波器與柔性吸波器進行性能對比,說明了柔性吸波器的優(yōu)點。設(shè)計的吸波器具有超薄、多頻/寬帶吸收、極化方式不敏感、可大角度入射等特性,并運用等效阻抗計算、表面電流分布、能量損耗等分析方法,闡述了設(shè)計的電磁超材料吸波器的吸波損耗過程。最后通過科學(xué)的測試方法,對樣品進行了性能測試,驗證了設(shè)計的正確性。本文第一部分討論了兩款多頻(雙頻)電磁超材料吸波器。其中第一款平面吸波器實現(xiàn)了對垂直入射電磁波的微波段完美多頻吸收;第二款柔性吸波器可對微波頻段雙頻點進行吸收,吸收率大于96%。最后將兩款吸波器進行對比,柔性吸波器厚度更薄,應(yīng)用場合更廣。本文第二部分研究了一款平面寬頻吸波器,其利用加載集總電阻技術(shù),實現(xiàn)了對垂直入射電磁波的微波段寬帶吸收,吸收率大于90%。并且對水平極化電磁波(Transverse Electric,TE)和垂直極化電磁波(Transverse Magnetic,TM)具有相似的吸波性能,即對入射波極化方式不敏感。第三部分設(shè)計了一款柔性超寬頻吸波器,可對6.08-13.04 GHz頻段電磁波進行吸收,吸收率大于90%。其優(yōu)點在于:基板使用了柔性材料,具有良好的彎曲性能,并可共形于吸波物體表面。共形于圓柱側(cè)面并在垂直于吸波器中心入射時,柔性吸波器對電磁波的吸收效果比平面吸波器更優(yōu),共形后,吸波性能進一步提升。除此之外,該柔性超寬頻吸波器的厚度超薄,對入射波的極化方式也不敏感。
【關(guān)鍵詞】：電磁超材料 多頻/寬帶吸波器 柔性基板 極化不敏感 大角度入射
【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】：2016
【分類號】：TB33
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-12
• 縮略詞12-13
• 第一章 緒論13-24
• 1.1 電磁超材料13-16
• 1.1.1 電磁超材料概念的提出13-14
• 1.1.2 電磁超材料的研究背景14-15
• 1.1.3 電磁超材料的研究現(xiàn)狀15-16
• 1.2 電磁超材料吸波器16-20
• 1.2.1 電磁超材料吸波器的研究背景與意義16-17
• 1.2.2 電磁超材料吸波器的研究現(xiàn)狀17-20
• 1.3 柔性電磁超材料吸波器的研究現(xiàn)狀20-22
• 1.4 本文的主要研究工作22-24
• 第二章 電磁超材料吸波器的理論依據(jù)24-31
• 2.1 電磁波在電磁超材料中的傳播24-25
• 2.2 吸收率的計算25-26
• 2.3 完美吸波器的實現(xiàn)26-29
• 2.3.1 阻抗匹配原理26-27
• 2.3.2 電磁波損耗機制27-29
• 2.4 電磁超材料的干涉理論29-30
• 2.5 本章小結(jié)30-31
• 第三章 多頻柔性電磁超材料吸波器31-47
• 3.1 引言31
• 3.2 多頻電磁超材料吸波器的設(shè)計與研究31-39
• 3.2.1 模型設(shè)計與仿真31-33
• 3.2.2 阻抗匹配與能量損耗分析33-36
• 3.2.3 各結(jié)構(gòu)參數(shù)對吸收曲線的影響36-39
• 3.3 雙頻柔性電磁超材料吸波器的設(shè)計與研究39-45
• 3.3.1 模型設(shè)計與仿真39-41
• 3.3.2 阻抗匹配與能量損耗分析41-43
• 3.3.3 各結(jié)構(gòu)參數(shù)對吸收曲線的影響43-45
• 3.4 平面與柔性多頻吸波器性能對比45-46
• 3.5 本章小結(jié)46-47
• 第四章 寬頻電磁超材料吸波器47-57
• 4.1 平面結(jié)構(gòu)吸波器模型設(shè)計47-49
• 4.2 仿真分析與優(yōu)化49-55
• 4.2.1 等效電路模型49-50
• 4.2.2 阻抗匹配與能量損耗分析50-52
• 4.2.3 各結(jié)構(gòu)參數(shù)對吸收曲線的影響52-55
• 4.3 樣品加工與測試55-56
• 4.4 本章小結(jié)56-57
• 第五章 超寬頻柔性電磁超材料吸波器57-68
• 5.1 柔性吸波器模型設(shè)計57-59
• 5.2 仿真分析與優(yōu)化59-64
• 5.2.1 等效阻抗分析59-60
• 5.2.2 能量損耗分析60-61
• 5.2.3 各結(jié)構(gòu)參數(shù)對吸收曲線的影響61-64
• 5.3 樣品加工與測試64-67
• 5.4 平面與柔性寬頻吸波器性能對比67
• 5.5 本章小結(jié)67-68
• 第六章 總結(jié)與展望68-71
• 6.1 總結(jié)68-69
• 6.2 展望69-71
• 參考文獻71-78
• 致謝78-79
• 在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文79-80

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前8條

1 張景貴;章禮富;雷大軍;鄧劍欽;文雙春;;具有電與磁非線性效應(yīng)超常介質(zhì)中光束的聚焦特性[J];強激光與粒子束;2010年08期

2 王新華;屈紹波;夏頌;王斌科;徐卓;馬華;王甲富;顧超;吳翔;魯磊;周航;;Multi-window invisible cloaks[J];Chinese Physics B;2010年06期

3 晏伯武;;左手材料的設(shè)計和研究進展[J];兵器材料科學(xué)與工程;2009年05期

4 馬華;屈紹波;徐卓;張介秋;王甲富;;The simplified material parameter equation for elliptical cylinder cloaks[J];Chinese Physics B;2009年05期

5 馬華;屈紹波;徐卓;張介秋;王甲富;;The design of metamaterial cloaks embedded in anisotropic medium[J];Chinese Physics B;2009年03期

6 馬華;屈紹波;徐卓;王甲富;;Acoustic elliptical cylindrical cloaks[J];Chinese Physics B;2009年03期

7 馬華;屈紹波;徐卓;張介秋;王甲富;;Material parameter equation for rotating elliptical spherical cloaks[J];Chinese Physics B;2009年01期

8 李九生;鄒勇卓;何賽靈;;Science Letters:A power divider based on a new kind of composite right/left-handed transmission line (CRLH TL) unit[J];Journal of Zhejiang University Science A(Science in Engineering);2006年01期

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 杜秋姣;太赫茲波段多通帶左手材料的數(shù)值研究[D];華中科技大學(xué);2011年

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本文編號：860826