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基于集总电阻的S波段小型化超材料吸波器

发布时间:2018-06-28 23:39

  本文选题:超材料 + 吸波器 ; 参考:《微波学报》2017年06期


【摘要】:提出了一种基于集总电阻的S波段小型化超材料吸波器(Metamaterial Absorber,简称MMA)结构,并进行了理论分析和仿真验证。设计的MMA基本单元结构由加载了集总元件的电谐振器、中间隔离层和金属背板组成。利用S参数反演算法求出等效阻抗,结果表明集总电阻的加入使该MMA在较宽频带范围内有较好的阻抗匹配特性。根据等效电路理论,分析了MMA谐振吸收频率与其单元结构几何参数之间的关系。通过MMA单元结构表面电流和能流分布分析了其吸波机制。不同模式下的极化角和斜入射角吸收率表明:该MMA具有极化不敏感和宽入射角特性。进一步研究MMA结构-参数对其吸波性能的影响,通过单元结构几何参数和集总参数的调节获得最优的MMA模型。最终,通过MMA基本单元结构的进一步优化设计,使其在1.9~6.0GHz范围内吸收率达到90%以上,对应的相对带宽达到101.9%。该设计有望在电磁能量捕获及隐身领域拥有潜在应用价值。
[Abstract]:A novel S-band miniaturized hyper material absorber (MMA) structure based on lumped resistor is proposed, and the theoretical analysis and simulation results are given. The MMA basic unit structure is composed of an electric resonator with lumped elements, an intermediate isolation layer and a metal backplane. The equivalent impedance is obtained by using the S-parameter inversion algorithm. The results show that the addition of lumped resistance makes the MMA have a better impedance matching property in a wide frequency range. Based on the equivalent circuit theory, the relationship between the resonant absorption frequency of MMA and the geometric parameters of its unit structure is analyzed. The absorbing mechanism of MMA cell structure is analyzed by the surface current and energy flow distribution. The absorption rates of polarization angle and oblique incident angle at different modes show that the MMA is polarization-insensitive and has wide incidence angle. The influence of structure parameters on the absorbing performance of MMA is further studied. The optimal MMA model is obtained by adjusting the geometric parameters and lumped parameters of the element structure. Finally, through the further optimization design of MMA basic unit structure, the absorptivity of MMA is over 90% in the range of 1.9GHz and the relative bandwidth is 101.9%. The design is expected to have potential applications in electromagnetic energy capture and stealth.
【作者单位】: 武汉科技大学信息科学与工程学院;华中科技大学光学与电子信息学院;
【基金】:国家自然科学基金联合重点项目(U1435209);国家自然科学基金青年项目(61605147) 湖北省自然科学基金面上项目(2017CFB588) 武汉科技大学青年科技骨干培育计划(2016xz010);武汉科技大学大学生科技创新基金(16ZRA125)
【分类号】:O441;TB33

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本文编号:2079852


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