【摘要】：超材料吸波器作為超材料研究領(lǐng)域的分支,利用了超材料的損耗和電磁可調(diào)控特性,具有吸收強、質(zhì)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(yīng)用范圍。本文采用面內(nèi)多諧振復(fù)合結(jié)構(gòu)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(diào)節(jié)超材料的幾何參數(shù)來構(gòu)建電磁諧振結(jié)構(gòu),使得該結(jié)構(gòu)與投射的電磁波電磁分量耦合達(dá)到吸波器的完美吸收。利用等效媒質(zhì)理論提取結(jié)構(gòu)的等效電磁參數(shù),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(jié)構(gòu)的幾何參數(shù)對吸收率的影響。本文設(shè)計的吸波器都選用經(jīng)典的三層結(jié)構(gòu),即上層是能夠產(chǎn)生電磁共振的金屬諧振結(jié)構(gòu),中層是能消耗入射電磁波的介質(zhì)層,下層金屬地面。本文主要設(shè)計如下:首先,利用在平面鋪展多尺寸諧振結(jié)構(gòu)單元的方法拓展帶寬,其單元結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)的方法展寬頻帶,上層諧振結(jié)構(gòu)是在方形開口環(huán)的基礎(chǔ)上加載四向箭頭結(jié)構(gòu),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(jìn)行結(jié)合改進(jìn),其吸波器吸收率達(dá)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(dá)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(dá)到最大RCS縮減值13.43dBsm。綜上,本文設(shè)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(jié)構(gòu)簡單易于加工,可應(yīng)用與天線系統(tǒng)、吸波材料等領(lǐng)域。將超材料吸波器應(yīng)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(yīng)用價值。
【圖文】：

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

重慶郵電大學(xué)碩士學(xué)位論文 第 1 章 緒論通過閱讀超材料的相關(guān)文獻(xiàn)，總結(jié)其基本特點主要分為以下幾點：(1)超材料的結(jié)構(gòu)尺寸遠(yuǎn)小于工作波長，屬于亞波長人工結(jié)構(gòu)；(2)超材料是由單元結(jié)構(gòu)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(yīng)、負(fù)折射現(xiàn)象等；(4)超材料的特異電磁效應(yīng)不是來源于材料本身，而是決定于諧振結(jié)構(gòu)單元的設(shè)計。圖 1.2 為幾種典型的超材料結(jié)構(gòu)。
【學(xué)位授予單位】：重慶郵電大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TB34

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2625671