超材料是一種人工構(gòu)造的新型材料,也稱之為超構(gòu)材料。超材料具備自然界物質(zhì)所沒有的電磁特性,如負折射現(xiàn)象、完美吸收、逆多普勒效應(yīng)等,已經(jīng)在電磁波吸收體、高性能天線和傳感器等領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用和研究。本文綜述了超材料的定義、相關(guān)的基本性質(zhì)、超材料的起源和發(fā)展以及超材料的應(yīng)用,詳細敘述了超材料吸波體的分析理論,包括等效介質(zhì)理論、表面電流分析方法等等。論文重點研究了全介質(zhì)設(shè)計超材料吸波體的方法,利用水和3D打印技術(shù)設(shè)計并制作了兩款超材料寬帶吸波體:一種是“工”字型水基超材料超寬帶吸波體,仿真和實驗都表明了該吸波體在頻率7.9-21.7GHz范圍內(nèi)對電磁波的吸收率超過了 90%,同時具有寬角度工作能力、極化不敏感特性以及溫度不敏感特性。另一種是“十”字階梯型水基超材料柔性吸波體,將平面吸波體擴展到曲面結(jié)構(gòu)。仿真和實驗都論證了該吸波體在平面結(jié)構(gòu)下,對5.5-27.5GHz頻段內(nèi)的電磁波吸收在90%以上,在曲面條件下吸波體更是在5-40GHz范圍內(nèi)近乎完美的統(tǒng)一吸收。并且還針對兩種模型從吸波體各結(jié)構(gòu)作用、電場能量分布和等效阻抗等方面,詳細的對吸波體的吸收機理進行了討論和分析。本文設(shè)計和研究的水基吸波體... 

【文章頁數(shù)】：61 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1. 緒論
    1.1 超材料簡介
        1.1.1 超材料定義
        1.1.2 超材料的基本性質(zhì)
    1.2 超材料的發(fā)展與應(yīng)用
    1.3 超材料吸波體的研究現(xiàn)狀
        1.3.1 單頻超材料吸波體
        1.3.2 多頻超材料吸波體
        1.3.3 寬頻超材料吸波體
        1.3.4 水基超材料吸波體
    1.4 課題研究背景與意義
    1.5 本文結(jié)構(gòu)
2. 超材料理論與實驗
    2.1 等效介質(zhì)理論
    2.2 阻抗匹配理論
    2.3 表面電流分析
    2.4 不同介質(zhì)層中多次反射干涉理論
    2.5 微波實驗
        2.5.1 實驗設(shè)備
        2.5.2 測試方法
    2.6 本章小結(jié)
3. “工”字型水基超材料寬帶超寬帶吸波體的設(shè)計
    3.1 模型設(shè)計、仿真與實驗
    3.2 性能分析
        3.2.1 寬角度與極化角性能分析
        3.2.2 溫度不敏感特性分析
    3.3 吸收機理分析
    3.4 本章小結(jié)
4. “十”字階梯型水基超材料超寬帶柔性吸波體的設(shè)計
    4.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計
    4.2 仿真實驗與結(jié)果研究
        4.2.1 寬角度與極化角性能分析
        4.2.2 曲面吸收特性
    4.3 吸收機理分析
    4.4 本章小結(jié)
5. 總結(jié)與展望
參考文獻
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文、科研成果
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]電磁超材料的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J]. 童楊,郝新新.  中國基礎(chǔ)科學(xué). 2019(03)
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[4]超材料的發(fā)展與應(yīng)用[J]. 韓長喜.  電子機械工程. 2017(03)
[5]寬帶吸波超材料的研究進展[J]. 院偉,楊進,王一龍,李維,官建國.  材料導(dǎo)報. 2016(21)
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碩士論文
[1]新型電磁超材料在天線中的應(yīng)用[D]. 張慶樂.北京理工大學(xué) 2016
[2]電磁超材料吸波體的設(shè)計與應(yīng)用研究[D]. 田春勝.哈爾濱工程大學(xué) 2016



本文編號：3723174