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基于人工电磁材料的宽带超薄复合型吸波结构的设计

发布时间:2018-03-26 02:09

  本文选题:超材料吸波体 切入点:磁性吸波涂料 出处:《南京邮电大学》2017年硕士论文


【摘要】:电磁超材料作为新兴的科研领域,对于超材料的研究已经广泛渗透在物理学、化学、电磁学、材料学、工程学等领域。本文基于电磁超材料且将周期性的吸波结构作为研究对象,旨在设计出在低频(1-8GHz)频段上具有超薄宽频的吸波结构。区别于传统的三层吸波结构(金属电谐振、介质材料、金属背板)所具有的结构厚度大、吸波带宽窄且频率不易调节等缺点。本文设计的吸波结构都结合了磁性吸波涂层进行了复合结构的设计,不仅改进了传统吸波结构的缺点并仍具有宽角度、极化不敏感等特性。本文主要研究内容如下:(1)采用在传统的三层吸波结构上增加了一层磁性吸波涂层并结合金属圆环的谐振结构设计了一种四层结构的超薄低频复合吸波结构。该结构能达到2.98GHz—3.90GHz频段上具有大于90%的吸收率,吸波结构总厚度约为中心波长的1/24,周期尺寸约为中心波长的1/8.5。(2)通过对上述的超薄低频复合吸波结构进行介质材料的改变和结构参数的优化,设计出一种具有低频超宽带的复合吸波结构。此结构能达到在2.17GHz—6.86GHz频段上都具有大于90%的吸收率,90%吸收率处的相对带宽高达104%。吸波结构总厚度约为中心波长的1/15,且同时保留了极化不敏感和角度入射等优异特性。(3)创新性地利用磁性吸波涂层进行了多层多圆环型吸波体设计,提出了一种超薄超宽带的吸波体。该吸波体旨在针对上述两种吸波结构达到厚度和带宽的均衡,且其多圆环结构嵌入在介质基板中。该结构能在2.96GHz—5.33GHz频段上具有大于90%的吸收率,90%吸收率处的相对带宽为57.17%,吸波结构总厚度约为中心波长的1/18。
[Abstract]:As a new field of scientific research, electromagnetic metamaterials have been widely permeated in physics, chemistry, electromagnetism and materials. Engineering and other fields. Based on electromagnetic supermaterial and taking periodic absorbing structure as the object of study, the purpose of this paper is to design an ultra-thin broadband absorbing structure in the low frequency band (1-8 GHz), which is different from the traditional three-layer absorbing structure (metal electroresonance). The dielectric material, metal backplane) has the disadvantages of large structure thickness, narrow absorbing band and difficult to adjust the frequency. The absorbing structure designed in this paper is combined with the magnetic absorbing coating to design the composite structure. It not only improves the shortcoming of traditional absorbing structure, but also has wide angle. The main contents of this paper are as follows: (1) A magnetic absorbing coating is added to the traditional three-layer absorbing structure and a four-layer structure is designed for ultra-thin low frequency combining with the resonant structure of a metal ring. The structure can achieve the absorptivity of more than 90% in the 2.98GHz-3.90GHz band. The total thickness of the absorbing structure is about 1 / 24 of the central wavelength, and the periodic size is about 1 / 8.5.2 of the central wavelength. A composite absorbing structure with low frequency ultra-wideband (UWB) is designed. The structure can reach the relative bandwidth of 10 4 at 90% absorptivity over 90% in 2.17GHz-6.86GHz band. The total thickness of absorbing structure is about 1 / 15 of the central wavelength. At the same time, the excellent characteristics of polarization insensitivity and angle incidence are retained. A kind of ultra-thin ultra-wideband absorber is proposed. The aim of the absorber is to equalize the thickness and bandwidth of the two kinds of absorbing structures. The multi-ring structure is embedded in the dielectric substrate. The relative bandwidth at 90% absorptivity of the 2.96GHz-5.33GHz band is 57.170.The total thickness of the structure is about 1 / 18 of the central wavelength.
【学位授予单位】:南京邮电大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TB33

【参考文献】

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本文编号:1665869

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