微波段宽频带超材料吸波体的设计与研究

发布时间：2017-04-30 21:02

  本文关键词：微波段宽频带超材料吸波体的设计与研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：超材料吸波体,是指能将投射到它表面的电磁波大部分吸收而几乎没有反射和透射的一类人工复合材料。由于它在军事隐身、辐射防护等领域的重要应用,所以吸波材料越来越引起人们的重视。本文主要围绕新型超材料吸波体的设计分析和频带展宽两方面展开研究,主要研究内容如下:本文提出了一种新型的吸波结构,该结构十分简单并且具有良好的吸波特性,以该结构为基本单元的吸波体具有四频段、极化不敏感、宽入射角度的特性。仿真结果显示,该结构在四个吸收频点处的吸收率均高于96%,吸收率高于50%的相对带宽为15.74%,并且极化稳定性良好。随后调整电磁波的入射方向,发现在0-60的范围内,对于TE波,该吸波体表现出良好的入射角稳定性;对于TM波,在低频段(10--14GHz)有很好的入射角稳定性,但是在高频段(20--25GHz)出现了一个附加峰。然后,为了解释该结构的吸波机理,分别对吸收频点处的电场以及表面电流进行了研究,并对TM模式下的附加峰进行了探讨。此外,文中分别从介质板的介质损耗和金属的欧姆损耗两方面对该吸波结构进行了损耗研究。另外还提取了该结构的等效电磁参数,分析了高吸收率产生的原因。最后讨论了结构参数的变化对于吸收率的影响。超材料吸波体通过调整单元结构实现完美吸收,但是通常情况下吸收频带比较窄,从而限制了其实际应用,因此如何拓宽超材料吸波体的带宽成为研究者关心的问题。文中通过调节结构参数,在单个结构的基础上,设计了1?2和2?2的阵列单元来拓宽吸收频带。仿真结果显示:在垂直入射时,以1?2阵列为基本单元的吸波体,其带宽为3.655GHz,相对带宽从15.74%拓宽到20.69%;以2?2阵列为基本单元的吸波体,对于TE波,带宽为3.368GHz,相对带宽从15.74%拓宽到20.03%,对于TM波,带宽为4.085GHz,相对带宽则从15.74%拓宽到24.15%。
【关键词】：超材料吸波体 四频段 极化不敏感 宽角度 拓宽频带
【学位授予单位】：兰州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TB34;O441
【目录】：

• 中文摘要3-4
• Abstract4-8
• 第一章 引言8-16
• 1.1 研究背景及意义8-9
• 1.2 超材料吸波体的研究现状9-11
• 1.3 宽频带超材料吸波体的研究与设计11-14
• 1.3.1 单层宽频带设计11-12
• 1.3.2 多层宽频带设计12-14
• 1.4 主要工作及创新点14-16
• 第二章 理论基础16-22
• 2.1 超材料吸波体的理论基础16-18
• 2.1.1 吸收率及阻抗匹配16-17
• 2.1.2 复介电常数，复磁导率和损耗因子17-18
• 2.2 超材料的参数提取方法18-20
• 2.3 COMSOL Multiphysics简介20-21
• 2.4 本章小结21-22
• 第三章 微波段超材料吸波体的设计与分析22-35
• 3.1 基本单元设计与特性研究22-25
• 3.2 吸波原理分析25-29
• 3.3 吸波体的等效参数分析29-31
• 3.4 结构参数对吸收率的影响31-34
• 3.5 本章小结34-35
• 第四章 宽频带吸波体的设计与分析35-41
• 4.1 1×2 阵列设计与仿真35-37
• 4.2 2×2 阵列设计与仿真37-40
• 4.3 本章小结40-41
• 第五章 总结与展望41-43
• 5.1 总结41
• 5.2 展望41-43
• 参考文献43-46
• 在学期间的研究成果46-47
• 致谢47

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 顾超;屈绍波;裴志斌;徐卓;柏鹏;彭卫东;林宝勤;;基于磁谐振器加载的宽频带超材料吸波体的设计[J];物理学报;2011年08期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 熊汉;电磁超材料在微波吸波体与天线中的应用研究[D];电子科技大学;2014年

  本文关键词：微波段宽频带超材料吸波体的设计与研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：337561