水基超材料宽带吸波体的研究

发布时间：2022-12-22 01:36

　　超材料是一种人工构造的新型材料,也称之为超构材料。超材料具备自然界物质所没有的电磁特性,如负折射现象、完美吸收、逆多普勒效应等,已经在电磁波吸收体、高性能天线和传感器等领域中得到广泛应用和研究。本文综述了超材料的定义、相关的基本性质、超材料的起源和发展以及超材料的应用,详细叙述了超材料吸波体的分析理论,包括等效介质理论、表面电流分析方法等等。论文重点研究了全介质设计超材料吸波体的方法,利用水和3D打印技术设计并制作了两款超材料宽带吸波体:一种是“工”字型水基超材料超宽带吸波体,仿真和实验都表明了该吸波体在频率7.9-21.7GHz范围内对电磁波的吸收率超过了 90%,同时具有宽角度工作能力、极化不敏感特性以及温度不敏感特性。另一种是“十”字阶梯型水基超材料柔性吸波体,将平面吸波体扩展到曲面结构。仿真和实验都论证了该吸波体在平面结构下,对5.5-27.5GHz频段内的电磁波吸收在90%以上,在曲面条件下吸波体更是在5-40GHz范围内近乎完美的统一吸收。并且还针对两种模型从吸波体各结构作用、电场能量分布和等效阻抗等方面,详细的对吸波体的吸收机理进行了讨论和分析。本文设计和研究的水基吸波体... 

【文章页数】：61 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1. 绪论
    1.1 超材料简介
        1.1.1 超材料定义
        1.1.2 超材料的基本性质
    1.2 超材料的发展与应用
    1.3 超材料吸波体的研究现状
        1.3.1 单频超材料吸波体
        1.3.2 多频超材料吸波体
        1.3.3 宽频超材料吸波体
        1.3.4 水基超材料吸波体
    1.4 课题研究背景与意义
    1.5 本文结构
2. 超材料理论与实验
    2.1 等效介质理论
    2.2 阻抗匹配理论
    2.3 表面电流分析
    2.4 不同介质层中多次反射干涉理论
    2.5 微波实验
        2.5.1 实验设备
        2.5.2 测试方法
    2.6 本章小结
3. “工”字型水基超材料宽带超宽带吸波体的设计
    3.1 模型设计、仿真与实验
    3.2 性能分析
        3.2.1 宽角度与极化角性能分析
        3.2.2 温度不敏感特性分析
    3.3 吸收机理分析
    3.4 本章小结
4. “十”字阶梯型水基超材料超宽带柔性吸波体的设计
    4.1 结构设计
    4.2 仿真实验与结果研究
        4.2.1 宽角度与极化角性能分析
        4.2.2 曲面吸收特性
    4.3 吸收机理分析
    4.4 本章小结
5. 总结与展望
参考文献
攻读学位期间发表的论文、科研成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]电磁超材料的研究现状与发展趋势[J]. 童杨,郝新新.  中国基础科学. 2019(03)
[2]超材料隐身理论应用于多物理场的研究进展[J]. 李扬,刘传宝,周济,乔利杰,白洋.  中国材料进展. 2019(01)
[3]超材料研究进展概论[J]. 胡亚杰,宋坤,罗洋.  科技经济市场. 2018(03)
[4]超材料的发展与应用[J]. 韩长喜.  电子机械工程. 2017(03)
[5]宽带吸波超材料的研究进展[J]. 院伟,杨进,王一龙,李维,官建国.  材料导报. 2016(21)
[6]超材料的应用及制备技术研究进展[J]. 杜云峰,姜交来,廖俊生.  材料导报. 2016(09)
[7]超材料的发展及研究现状[J]. 王霞,张冉冉,吕浩,赵秋玲,滕利华,张帅一,高鹏,艾晶晶.  青岛科技大学学报(自然科学版). 2016(02)
[8]左手超材料的研究进展[J]. 董焱章,刘书田.  湖北汽车工业学院学报. 2015(01)
[9]从负折射超材料到光学隐身衣[J]. 黄志洵.  中国传媒大学学报(自然科学版). 2014(02)
[10]超材料技术发展概览[J]. 王总,朱文君,唐玲.  军民两用技术与产品. 2012(07)

硕士论文
[1]新型电磁超材料在天线中的应用[D]. 张庆乐.北京理工大学 2016
[2]电磁超材料吸波体的设计与应用研究[D]. 田春胜.哈尔滨工程大学 2016



本文编号：3723174