面电阻型宽频超材料吸波器的研究
[Abstract]:The left-hand metamaterial has attracted wide attention due to its singular physical properties such as negative refraction effect, abnormal Doppler effect, abnormal Gus-Hans displacement and abnormal Cerenkov radiation. In recent years, the application of the left-hand metamaterial in the absorber field has also become a hot issue in the research. Based on the design idea of the super-material, a kind of super-material absorber based on the resistance film is put forward, the wave-absorbing mechanism and the influence of each parameter on the absorption performance are studied, and the three kinds of absorber with different wave bands are designed and the samples are prepared. Their absorption properties were tested in the microwave anechoic chamber, respectively. Finally, the radar cross-section reduction performance of the super-material absorber is explored. The thesis mainly deals with the following aspects:1. The invention discloses a dendritic super-material broad-band absorber based on a resistance film, which is formed by combining an oxide-tin (ITO) conductive film, a foam medium layer and a metal thin plate with a dendritic super-material structure. The mechanism of the electromagnetic wave absorption is analyzed based on the equivalent circuit model. The numerical simulation shows that the surface impedance of the absorber can be approximately equal to the air impedance in a wide bandwidth, so as to realize the broadband absorption. The influence of the branch size, surface resistance, dielectric constant and thickness on the absorption performance of the absorber was investigated. According to the numerical simulation, the large branches correspond to low-frequency absorption, and the small branches correspond to high-frequency absorption; the surface resistance can be matched with the air impedance in a few tens of ohms per square to a few hundred ohms; the closer the dielectric constant of the middle dielectric substrate of the absorber based on the resistance film is closer to the air, the better the absorption performance, The wider the absorption band, the PMI foam is selected, which has the advantages of high mechanical property, low dielectric constant, light weight and the like; and as the thickness is increased, the absorption bandwidth gradually turns to the low-frequency narrow-band absorption. The equivalent capacitance C value in the equivalent circuit influences the circuit resonance, only when the equivalent capacitance formed between the resistance film structure and the metal back plate needs to reach an optimum value, the circuit resonance can reach the strongest, and the absorption bandwidth is the largest. The simulation results show that the absorption rate in the X-and Ku-band absorbers is over 80% in the range of 8 GHz to 27.9 GHz. The experimental results show that the reflection curve of the sample is very good at 8-17 GHz, and the relative bandwidth is up to 72%. And the performance of the absorber under different thicknesses is compared by the experiment test. A large number of simulations are carried out on the large-branch-thick absorber and the small-branch thin absorber, and the large branch and the thick medium substrate correspond to low-frequency absorption; and the small branch and the thin dielectric substrate correspond to high-frequency absorption. As a result, we designed the C-band absorber and the S-band absorber with a thickness of 10 mm while increasing the thickness. The simulation shows that the absorption bandwidth of the C-band absorber is higher than 90%, the absorption bandwidth is 2.8-8.5 GHz, the whole C-band is covered, the absorption bandwidth of the S-band absorber higher than 80% is 2.0-6.0 GHz, and the whole S-band is covered. The design combined C-band and S-band absorber have a thickness of 10 mm, and the simulation results show that the absorption bandwidth above 80% is about 2.3 GHz-8.7 GHz, which covers the S-band and the whole C-band, and the experimental results show that the absorption bandwidth above 80% is 4 GHz-8 GHz and 12-14 GHz. The combined X-and Ku-band absorbers, the C-band absorber and the S-band absorber are designed, and the absorption bandwidth of the absorber at 5 mm is more than 80%, the absorption bandwidth is 6.2 GHz to 18 GHz, and the absorption bandwidth of the experimental test results is higher than 80% is 4 GHz to 17 GHz. The reduction of the scattering cross section of the target radar by the super-material absorber is simulated. The simulation and comparison of the super-material absorber and the same-size metal plate show that both the frequency-swept radar cross section and the different frequency point E-plane or H-plane radar cross section, The three supermaterial absorbers have a significant reduction in the scattering cross-section of the target in the corresponding absorption band. The relative radar cross section of the X-and Ku-band absorbers is tested in the last experiment, and the reflection of the absorption rate within 30 掳 is obviously lower than that of the same-sized copper plate. The experimental results show that the absorber designed by us not only has good RCS reduction performance under vertical incidence, but also has the same performance at the same time.
【学位授予单位】:西北工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TB34
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,本文编号:2480386
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