本文關鍵詞：超材料吸波器拓展吸波頻帶機理研究　出處：《湖北工業(yè)大學》2017年碩士論文　論文類型：學位論文

  更多相關文章： 超材料吸波器 阻抗匹配 電磁損耗參數(shù) 吸收率 寬頻化

【摘要】：超材料吸波器是近年來受到廣泛關注的一個熱門課題,探索吸波器結構的電磁響應特性,將會極大的推動其在探測、隱身材料、太陽能光伏吸收以及微波器件等領域的研究與應用發(fā)展都具有非常重要意義。為了克服超材料吸波器窄帶吸波這一特殊缺點,本文先后設計出了兩種不同的寬頻化超材料吸波器結構,都能夠實現(xiàn)對電磁波的寬帶強吸波特性。主要的研究工作包括以下幾個方面:首先,提出了一種多層方型結構超材料吸波器的寬頻化設計,該復合結構在電磁場作用下出現(xiàn)多個吸收峰之間相互疊加,在諧振頻率7.76GHz~17.24GHz內,此時吸波器的吸收率均在92%以上,達到對電磁波的寬頻帶強吸收,該吸波器的整體厚度僅為5.625mm;建立了多層方型片吸波器結構相應等效電路模型,利用S參數(shù)反演法提取計算吸波器的等效電磁參數(shù),進一步解釋其寬帶吸波機制,通過單元結構的表面電流分布和能量損耗分布特點分析其吸波原理,以及改變相關幾何參數(shù)的大小對吸波器結構吸收性能的影響。然后,提出了一種基于加載集總元件(純電阻組合)的超寬帶超材料吸波器結構設計。在常規(guī)的超材料吸波器的基礎上負載一些集總元件,可以有效調控吸波器的阻抗匹配程度和電磁損耗的特性,同時也增強了吸波器對電磁波的損耗,最終達到拓展吸波器的吸收頻帶這一目標。同時提取吸波器的等效電磁參數(shù)以及相應的表面電流分布,解釋了能夠實現(xiàn)強吸波的原理;通過仿真分析單元結構能量損耗分布特點,進一步驗證了吸波器的寬帶損耗原理,即歐姆損耗。所設計吸波器的工作頻率在7.8GHz~17.2GHz范圍內,此頻率段內其吸收率均達到90%以上,于此同時,吸收頻帶帶寬達到了9.4GHz,實現(xiàn)了超材料吸波器對電磁波的寬頻化吸收的特點。此外,采用PCB印刷電路板蝕刻技術,制作出了加載集總電阻的寬頻化吸波器結構,利用微波暗室與網(wǎng)絡矢量分析儀N5244A系統(tǒng)對實驗吸波器進行測試,在6.8GHz-17GHz頻率段內,吸波器吸收率均在-7dB以下,進一步驗證設計的吸波結構合理及有效性。
【學位授予單位】：湖北工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TB34

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本文編號：1330707