电磁超材料吸波结构的设计与分析

发布时间：2019-09-18 03:36

【摘要】：在人体安全的防护、微波暗室、通讯系统电磁干扰、电磁兼容等诸多方面,超材料吸波结构正发挥着越来越重要的作用。超材料吸波结构从提出至今,短短几年时间得到了快速的发展,从最初的单频带、极化方向固定和垂直入射,发展到如今的具有多频带、宽频带和超宽带吸波特性、极化方向不敏感特性和宽角度入射不敏感特性。本文在前人研究工作的基础上,设计了两个多频带超材料吸波结构、两个超宽带超材料吸波结构和两个频率可调宽带吸波结构,设计的吸波结构均具有优秀的多带或宽带吸波能力、良好的极化不敏感特性和宽角度入射特性,为具备各种性能的超材料吸波结构的设计提供了有效的方法。本文的主要工作如下:1.首先对电磁超材料进行了简单的介绍,包括电磁超材料的来源、概念、类别、和当前的一些应用。随后对电磁超材料的一个分支—超材料吸波结构的概念、设计、原理进行了分析,并简要地介绍了近几年较为突出的典型结构和突破性设计,认识当前超材料吸波结构的设计热点和难点。2.本文基于电磁谐振原理,通过引入枝节设计了一个双带超材料吸波结构和一个三带超材料吸波结构,这两种吸波结构都是基于引入枝节以增加新的吸波频带的方法实现的,均具有优秀的多带吸波能力,同时在极化不敏感和宽角度入射方面也有很好的表现,为多频超材料吸波结构的设计提供了有效的设计方案。然后,我们采用波导法对这两种超材料吸波结构进行实验验证,实测的吸波率结果与仿真结果吻合较好。3.本文在设计了多频带吸波结构之后,对当前吸波结构的研究热点——平面超宽带吸波结构进行了研究,提出了环间加载电阻的超宽带超材料吸波结构的设计方法,并基于此方法设计了一个双环吸波结构和一个三环吸波结构,这两种环间电阻型的超宽带吸波结构具有显著的宽带吸波特性、良好的极化不敏感和宽角度入射特性。4.本文结合当前对吸波频带可调型吸波结构和平面宽带吸波结构的研究,利用电阻和电感对吸波频带的不同作用,创新性地提出了一个单环型频率可调吸波结构和一个枝节型频率可调吸波结构。通过适当改变电阻值和电感值的大小,实现对宽吸波频带的调节。对单环型频率可调吸波结构进行了实验验证,实测的吸波率结果与仿真结果基本一致。
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TB34;O441

【参考文献】