基于多結(jié)構(gòu)復(fù)合的寬頻帶超材料吸波體設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、電磁超材料是一種新型人工復(fù)合結(jié)構(gòu)或復(fù)合材料，具有不同尋常的物理特性，比如逆多普勒效應(yīng)、完美透鏡、負(fù)折射率、隱身斗篷現(xiàn)象等，引起了科學(xué)工作者的廣泛關(guān)注。傳統(tǒng)的超材料吸波體設(shè)計(jì)主要基于有效媒質(zhì)理論、理想阻抗匹配理論，其基本單元一般由電諧振結(jié)構(gòu)、電介質(zhì)層和金屬背板構(gòu)成3層或多層耦合結(jié)構(gòu)，呈周期性幾何排列，具有厚度薄、吸收強(qiáng)、頻帶窄、密度小等特性。為了提高電磁波吸收效果，國內(nèi)外提出了多種實(shí)現(xiàn)寬頻帶吸收的超材料吸波體。但這些超材料吸波體往往基于單

2、一的頻選結(jié)構(gòu)，基于多結(jié)構(gòu)復(fù)合的寬頻帶超材料吸波體仍然很少。
　　本文設(shè)計(jì)了基于四個花瓣形結(jié)構(gòu)復(fù)合的超材料吸波體，花瓣形結(jié)構(gòu)尺寸由半徑r單一參數(shù)控制，通過微結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)，該超材料吸波體可以在6.69GHz、7.48GHz、8.67GHz、9.91GHz四個頻帶實(shí)現(xiàn)強(qiáng)吸收，吸收率分別為0.96、0.99、0.99、0.98，制備樣品所測得實(shí)驗(yàn)結(jié)果與仿真結(jié)果極其吻合，仿真和實(shí)驗(yàn)同時表明該吸波體具有極化不敏感特性。調(diào)節(jié)四個花瓣的半徑，可以

3、實(shí)現(xiàn)四個吸收峰值的頻帶搬移。并且通過尺寸調(diào)節(jié)，設(shè)計(jì)了THz頻段基于花瓣形結(jié)構(gòu)的四頻點(diǎn)超材料吸波體。
　　分別設(shè)計(jì)了基于開槽十字形結(jié)構(gòu)、開槽圓環(huán)形結(jié)構(gòu)和分形結(jié)構(gòu)超材料吸波體，通過激光刻蝕和手糊工藝制備了樣品，實(shí)驗(yàn)表明在總厚度小于5mm時均不能實(shí)現(xiàn)低頻寬頻帶吸收?；?種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)了復(fù)合型的超材料吸波體，同時利用了3種不同結(jié)構(gòu)的能量損耗特點(diǎn)，吸波體整體厚度小于5mm。實(shí)驗(yàn)表明，復(fù)合結(jié)構(gòu)超材料吸波體在2.32GHz-4.32GHz范圍內(nèi)反