基于铁电材料的可调谐电磁超材料吸波器研究

发布时间：2024-05-25 06:43

　　随着电磁超材料的快速发展,其吸波特性吸引了人们的广泛关注,由于其具有厚度薄、重量轻、吸波率高、频率可调、易共形等优点,使电磁超材料的研究在天线、雷达、电磁隐身、太阳能电池等军民用领域中成为一项重要研究课题。本文从电磁超材料吸波器的理论基础和吸波机理出发,研究了几种新型的在微波和太赫兹频段的超材料吸波器,通过分析优化设计相关结构参数,分别实现了带宽和频率可调谐。同时在模型设计和仿真的基础上,进行了一种频率可调的双频超材料吸波器的实物制作和性能测试分析。主要内容包括以下三个部分:(1)研究了一种基于“H”字型的微波频段超材料吸波器,通过分析优化相关结构参数,不断优化其吸波特性,当“H”字型的中间梁位置发生变化时,该超材料吸波器的中心频率从13.34GHz左移到13.18GHz,其吸波频带的带宽逐渐扩展,实现了对超材料吸波器吸波带宽的被动调谐。(2)对两种太赫兹频段带宽和频率可调谐的超材料吸波器进行了研究。选用一种介电常数可随温度变化的铁电材料SrTiO₃,通过改变外界环境温度使得介质材料的介电常数发生改变,从而实现超材料吸波器的谐振频率的可调。其中一种是采用椭圆形金属...

【文章页数】：62 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1基于介电常数与磁导率对介质的分类Fig.1-1Classificationofdielectricbasedonpermittivityandpermeability超材料一词最早由V.G.Veselago[18]教授在1968年提出，他详细分析了左手材料所

中北大学学位论文3图1-1基于介电常数与磁导率对介质的分类Fig.1-1Classificationofdielectricbasedonpermittivityandpermeability超材料一词最早由V.G.Veselago[18]教授在1968年提出，他详细分析了左手材....

图1-2J.B.Pendry教授提出的具有负有效介电常数和负磁导率的材料Fig.1-2ProfessorJ.B.Pendryproposednegativeeffectivepermittivityandnegativepermeability

中北大学学位论文4强烈反响[27]，如图1-4所示。2004年，Pendry教授提出了通过手性结构超材料来实现负折射率的设计方法[28]。基于Pendry教授的最新科学研究成果，越来越多的研究者开始积极投身于超材料的科学研究，例如S形[29]、形[30]、线对形[31]、“弓”形....

图1-4R.A.Shelby构建的二维左手材料

中北大学学位论文5(a)结构图(b)折射率图1-4R.A.Shelby构建的二维左手材料Fig.1-4ThelefthandedmaterialconstructedbyR.A.Shelby(a)形单元结构异向介质(b)“弓”形单元结构异向介质图1-5单元结构异向介质Fig.1-....

图1-5单元结构异向介质

中北大学学位论文5(a)结构图(b)折射率图1-4R.A.Shelby构建的二维左手材料Fig.1-4ThelefthandedmaterialconstructedbyR.A.Shelby(a)形单元结构异向介质(b)“弓”形单元结构异向介质图1-5单元结构异向介质Fig.1-....

本文编号：3981858