论文总字数：19379字

目 录

目录 1

摘要 2

Abstract 3

第一章绪论 4

1.1电磁超材料的研究及其应用 4

1.1.l电磁超材料的概念 4

1.1.2电磁超材料的研究背景及意义 4

1.1.3电磁超材料的应用 4

1.2 基于电磁超材料的吸波器的研究 5

1.2.1 吸波材料的简介 5

1.2.2吸波材料的分类 6

第二章电磁超材料吸波器 6

2.1电磁超材料吸波器的基本理论 6

2.1.1吸收率 6

2.1.2阻抗匹配机理 7

2.1.3电磁吸收衰减 7

2.2超材料吸波器的研究进展 8

2.3使用仿真软件CST 简介 11

第三章基于正方形环结构采用嵌套排列加载电阻型的宽带电磁超材料吸波器的设计 11

3.1引言 11

3.2吸波器的设计与特性研究 12

3.2.1模型设计 12

3.2.3仿真结果 14

第四章 总结与展望 21

参考文献 22

基于电磁超材料的超宽带吸波器研究与设计

倪龙

,China

Abstract：As a kind of magical material, electromagnetic materials have opened a new chapter of Materials Science in twenty-first Century, and its rapid development has become a hot research topic, and the scholars at home and abroad have been widely concerned about it. Electromagnetic metamaterials is an unusual electromagnetic properties of artificial composite medium, through the rational allocation of geometric parameters can be obtained from special electromagnetic, and these special function is often by natural materials can not achieve. Compared to the traditional suction wave material research, based on super material absorber has many advantages are incomparable, such as the absorption performance is strong, frequency regulation, light weight, thin thickness and electromagnetic parameters can be designed and the THz imaging, non-destructive detection and stealth technology field of potential applications.

According to super electromagnetic materials absorbing principle, design is a square ring structure by using nested arrangement of resistive load broadband metamaterial absorber based on, through the load resistor, original electromagnetic resonant mode frequency to adapt to the changes in the resonant circuit, the resonant circuit to better change, resulting in the formation of stable broadband absorption effect.Based on the square ring structure using nested arrangement design multiband metamaterial absorber. This arrangement reduces the metamaterials to external electromagnetic wave polarization direction and the incident angle dependence, with no polarization and wide incident angle wave absorbing properties.

Key words: Electromagnetic metamaterial Mufti-reflection interference theory Absorption characteristic

第一章绪论

1.1电磁超材料的研究及其应用

1.1.1电磁超材料的概念

根据单元为尺寸的不大于规律性的工作波段的手工重复的阶段性的一个构造指的是电磁超材料，而且一般的自然物品根本没有办法企及的特别的电磁特征与运用的光景。电磁超素材能够给人们提供一个崭新的思维方法，寻找更好的途径去想象并且制作很多我们不知道的特别的不带化学性的新素材。一个时间点，因为对于电磁超材料的认识，人们较之之前很大的范围内弥补了在认识材料学方面的匮乏，向人们重新诠释了这个世界。

1.1.2电磁超材料的研究背景及意义

在早期的电磁超材料的研究中，左手材料是一个重要的研究材料。左手材料作为一个新的材料具有双负的电磁特征，首先是其介电常数小于零，其次其磁导率也小于零^[12]。而且它也能够展现特别多的神奇的电磁新能力。于微波仪器、光学回路传输系统等很多地方存在着很大的运用特点和光景。早于1960年，Lebedev物理实验室在基于麦克斯韦方程组理论下，从理论层面第一次指明出。在介电常数和磁导率双负的材料里，电磁波的传送方法与它在一般的材料中的传送的方法是不一样的。它跟随的是左手定则^[4]，而且会把这种具有双负特征的新的介质素材称作左手材料。可是，因为在那个时候比较落后的工业技能科技水平。所以这个创新的研究结果仅仅可以滞留于理论探究的表层。

在经历了30年的滞留，这个伟大额理论终于在上世纪90年代引起了大批的相关探究这个材料的科学家的关注，紧随其后在更大的范围内，这个理论快速的为人类所知，并且成功地拓开了材料学的探究，成为了在电磁材料学领域的热门。在二十世纪90年代，经过理论研究和实验数据计算中我们发现了，将金属线与谐振单元进行有序的重新排列。能够在微波频段上分别的实现双负的模型结构。在二十世纪末，D. R. Smith和他的团队依据之前的理论和思想，在微波频段的研究上第一次的出现了双负的材料探究。^[9]微波于这样的材料中展现出的传送的特征和它在别的材料中的传送特征的不一样，也会出现如像负折射的情况。从那之后，更多的学者对左手材料的各个方面展开了大量的科学研究。使得左手材料能够正式的步入到科学研究的大舞台当中来，使得他成为了现在科学领域一大研究、发展的热点。

1.1.3电磁超材料的应用

在电磁超材料应用方面中，对于基于电磁超材料的应用研究已经有了初步的成果。基于电磁超材料应用研究如非线性效应等也已经逐步的开展下来。在这个时候，即使是在一个才开始的阶段。把电磁超材料运用在以前的仪器上的革新探究已经获得了特别大的进步，很多的实验探究的结果已经投入到了实际的应用中去。电磁超材料在实验和应用中所展现出的特别的电磁特性，让它可以越来越可以提供人们对材料的特别的需求，在事实生活中带来了无尽的变化。

电磁超材料在吸波等领域也存在着很大的应用价值。电磁超材料的发展使得许多先进的技术比如隐身衣成为了可能。Pendry等人在《Science》中明确指出某种电磁超材料结构能够使得电磁波的传播途径方式可以控制。准确的说就是把东西用电磁超材料裹住，从观看的人的角度看，电磁超材料和其包住的物体都是无法观测到的，也就是所谓隐身的意思了[^6]。电磁超材料的隐身性能更能发挥其优势运用在军事中。电磁超材料同时拥有着吸收电磁波的特征，把电磁超材料弄作吸波剂，亦或跟以前的吸波性材料融合到一起，可以制做出更好的复合吸波材料。使得材料的波和特性阻抗能够进行一个良好的匹配，能够使得电磁波的反射的强度得到很明显的减少。

当今社会，电子设备已经成为了日常生活中的日常。其不但会为设备带来打扰，有些情况下会直接妨碍到设备的操作。当然也给人们的日常生活带去了很大的伤害，伤害健康，影响身体的发育。大量电子设备必定产生的很多的电磁辐射，并已经充斥了人们的生活环境中。在大型的仪器中电子装备经常高度聚集，它有的的电磁妨碍不但对装备的稳定性有影响。加入不对电磁干扰进行妥善的措施处理，也会给人们带来损失。所以做好相应的防护工作是刻不容缓的。而电磁超材料的特别的电磁功能，能够成功的帮助人们减小电子装备的电磁妨碍，减小影响。如果不对电磁干扰进行妥善的措施处理，也会给人们带来损失。可以更正常的运用电子装备，也可以很好的完善身边的环境，在电磁波对人类的伤害上降到最低。

1.2 基于电磁超材料的吸波器的研究

剩余内容已隐藏，请支付后下载全文，论文总字数：19379字

相关图片展示：