一种新型可调谐宽带吸波器的设计

设计了一种新型可调谐且极化不敏感的宽带吸波器。采用了全波仿真方法对该吸波器的吸收率、电场图和表面电流图进行了计算, 并探讨了结构参数z、y 和入射角度啄对吸波器电磁波吸收特性的影响。研究结果表明, 该吸波器在12.17 ~14.19 GHz 频域的吸收率达到90% 以上, 通过激励不同的等离子体谐振区域不但可以改善其吸收特性, 实现吸波器的宽带吸收, 而且还能获得可调谐的吸收频谱。改变结构参数z 和y 可以在拓展吸收带宽的同时使吸收频域发生移动; 且该吸波器具有较好的角度稳定性。     

基于电阻膜的超宽带超材料吸波体设计

为满足宽带电磁隐身需求,提出了一种完全覆盖C～Ka波段、部分覆盖S和U波段的超材料吸波体. 吸波体由四层不同方块电阻的方形电阻膜及泡沫介质基板构成,多层电阻膜结构有效地向两侧拓宽了吸收带宽. 为了分析吸波体的电磁吸收机理,建立并分析了该吸波体的精确等效电路模型. 仿真结果表明,在3.16～51.6 GHz(相对带宽为176.9%)工作频带内,对TE和TM波均能实现88%以上的吸收率,并且对入射角度具有稳定性. 制作、加工并测试了超材料吸波体,实测结果与等效电路计算、全波仿真结果均具有较好的一致性,表明该吸波体在电磁隐身领域具有重要的应用价值.     

基于电流变液的宽带可调超材料吸波体设计

为将超材料吸波体更好地应用于生产生活中,文中设计了一种基于电流变液的宽带可调超材料吸波体。通过在超材料吸波体中加载电阻器和介电常数电可调的电流变液实现宽带吸收和吸收频带可调。仿真结果表明,吸波体在8.296~15.128 GHz之间的吸收率超过了80%,在11.5~15 GHz之间的吸收率超过了90%,实现了电磁波的宽带吸收。随着电流变液外加电场强度的增加,其吸收频带逐渐往低频发生移动,实现了吸收频带的调控。此外,仿真证实,由于吸波体结构单元具有旋转对称性,其吸收特性具有极化无关性。     

基于集总电阻的宽频带超材料吸波器研究

设计了一种加载集总电阻且极化稳定的宽频带超材料吸波器,并进行了理论分析和实验验证。仿真结果表明,该吸波器在7.8 GHz 到17.2GHz 频段内具有吸收率超过90%、相对带宽达到75.2% 的良好吸波特性。通过S 参数计算得到的等效输入阻抗表明,集总电阻的加入可以使该结构在较宽的频带内有较好的的阻抗匹配特性。在FR4 基板有损耗、无损耗时吸波器的吸收率表明,电磁波能量主要损耗在集总电阻中,从而达到宽频带吸波。在加载不同集总电阻阻值时,集总电阻存在一个最佳值,能实现吸波器的带宽最宽,强吸波效果最佳。     

低频段超薄微波吸波片带宽展宽研究

低频段厚度超薄的吸波片带宽很难展宽,为此设计了一种加载集总电阻的三方环嵌套吸波器,介质基板采用高介电常数的材料,从而实现在低频段的带宽展宽,并进行了理论分析与仿真。仿真结果表明,该吸波器吸波峰在1.33 GHz左右,在1.3~1.35 GHz有超过90%的吸收率,且极化不敏感,可实现宽入射角的吸波性能。最后,对介质的厚度、介电常数对吸波器性能的影响做了简要分析。     

十字架型超材料吸波特性及机理研究

设计了一种十字架型电磁超材料吸波体,采用CST studio suite 2009 频域求解器提取S 参数进行仿真研究,并计算了其吸波率,在24.65 THz 和35.25 THz 得到两个吸收峰,吸收率分别为0.83 和0.997。改变材料结构尺寸,在7.3 THz 达到完美吸收,吸收率接近于1。将THz 波段的超材料吸波体结构尺寸放大1000 倍,在GHz 波段同样可以达到完美吸收,说明超材料吸波体可通过对结构尺寸调节改变吸收波段。另外研究了这种吸波体的吸收机理,发现吸收主要在第一层的十字架金属单元层,可用于Bolometer 探测器的设计。     

一种基于多层电阻膜的超宽带超材料吸波体

本文提出了一种基于多层电阻膜的超带宽超材料吸波体的设计模型.该吸波体的结构单元由一种环形电阻膜片在含导体底面的平面分层介质基板上多层叠加而成,各层电阻膜片的外形相同,但表面阻值不同.一件四层吸波体的仿真分析结果表明:该吸波体对6.8GHz~59.6GHz频段之间的垂直入射波吸波率均大于90%;同时对入射角为45度的TE和TM斜入射波仍能保持超宽带吸波,具有极化不敏感和宽入射角特性.另外,对不同层次吸波体的分析表明:随着电阻膜片层次的增加,其吸波效果更好,吸波频带变宽,带内吸波效果更稳定.     

基于改进粒子群优化算法的宽角度高吸收率超材料吸波体设计

超材料吸波体的性能受电磁波入射角度的影响,具有宽角度稳定性的吸波体一直是吸波体设计的难点之一。传统设计方式依赖于人工设计和优化,存在设计困难且周期长的缺陷。针对设计目标的特点,基于改进粒子群优化算法设计了宽角度高吸收率超材料吸波体。通过添加动态权值和高斯误差解决二进制粒子群优化算法后期局部搜索能力弱的问题,用改进的二进制粒子群优化算法优化吸波体表层0、1编码的离散金属块结构实现高吸收率和宽入射角吸收特性。仿真结果表明,设计的超材料吸波体在9.4～13.3 GHz频段的吸收率大于90%,在11.6～12.6 GHz频段内可实现完美吸收（吸收率大于99%）,横电、横磁极化波60°斜入射情况下超材料吸波体在带宽内的吸收率大于80%。该设计方法有效弥补了传统设计方法的缺陷,展现出按需设计和设计过程无需人为干预的独特优势,在相关领域具有广泛的应用前景。     

一种基于等离子体超材料的吸波器设计

为了在TE波下获得可调谐的吸收频谱,设计了一款基于等离子体超材料的吸波器。采用全波仿真方法对该吸波器的吸收率和表面电流图进行了计算,并探讨了结构参量c,v和入射角度θ对吸收率的影响。结果表明,通过激励不同的等离子体谐振区域不但可以改善其吸收特性,而且还能获得可调谐的吸收频谱;改变结构参量c和v可以在实现拓展吸收带宽的同时,使得吸收频域也发生移动;改变入射角度θ的大小对吸收率的影响不大。该吸波器具有很好的角度稳定性。     

三波段超材料吸波体及其优化*

基于超材料的电磁谐振原理设计了一种三波段的超材料吸波体.该吸波体由电环谐振器和金属线组成.仿真结果显示,该谐振器有3个明显的吸收峰.在8.06GHz时,吸收率达到了94.02％;在4.76GHz时,吸收率为79.02％;而12.3GHz时,吸收率则是73％.在此基础上,利用一种结合了连续蚁群算法和差分进化算法的新型优化算法对该结构进行优化,使得该结构在4.9GHz和11.85GHz附近吸收率达到95％以上,可以灵活地实现特定频率处的高吸收率.     

糖果型电阻膜宽带超材料吸波器的设计

提出了一种糖果型电阻膜宽带超材料吸波器。该吸波器的单元结构采用电阻膜-介质-电阻膜结构,其中顶层电阻膜为糖果型, 介质层由多种材料叠加而成, 介质层材料从顶至底依次为PET、FR-4、PMMA 和PET。CST 软件仿真结果表明本吸波器吸收率的峰值可达100%,吸收率超过99% 的频带宽度约为2.5 GHz, 超过90% 的频段能够完全覆盖X 波段, 部分覆盖Ku 波段,相对带宽为70%。随着电磁波入射角度的变化, 吸收峰所对应的中心频率稳定, 能够实现对相应频段的完美吸波,并且具有宽带吸波特性。     

一种基于二氧化钒材料的可调谐吸波器设计

为了在THz波段获得TE波下的可调谐吸收频谱, 采用全波仿真的方法, 设计了一款基于二氧化钒材料的可调谐THz吸波器, 对该吸波器的吸收频谱、电场图、表面电流图以及能量损耗图进行分析, 并讨论了结构参量h₄, k以及入射角度θ对吸收频域和吸收带宽的影响。结果表明, 通过外部温控的方式改变二氧化钒谐振单元的物理特性可以获得可调谐的吸收频谱并改善吸波器的吸收性能, 该吸波器在温度T≥68℃时, 可以实现在2.70THz~3.36THz频段的宽带吸收(吸收率在90%以上), 相对带宽达到21.8%;在T＜68℃时, 可以实现多个单频点的吸收; 改变结构参量h₄, k可以改变吸收频点的位置以及吸收带宽, 改变入射角度θ可以影响吸波器的吸收效果。该研究对可调谐太赫兹器件的进一步探究是有帮助的。     

基于等效传输线理论的高效超宽带吸波体

设计了一种基于氧化铟锡(ITO)薄膜的宽带吸波体,该吸波体在1.92~13. 15 GHz 之间实现90%以上吸波,绝对带宽达到11.12 GHz,相对带宽达到149.04%,完全覆盖了S、C、X 波段,部分覆盖了L波段和Ku波段,峰值吸收率达到了99%以上。文中采用BP神经网络快速精确计算出方环与方贴片所构成的表面结构的等效阻抗;仿真对比了不同层数的影响并通过遗传算法对单元结构参数进行优化;基于等效传输线理论,解析表达优化后单元的反射率并与实际仿真结果进行了对比。仿真与测试结果显示不同极化和不同斜入射角情况下,单元的吸收率曲线变化较小,说明该结构具有极化不敏感和大入射角特性。提出的方法解决了传统经验公式对结构参数普适性不足的问题,由于使用ITO作为表面结构,其阻抗实部可调范围广,在理论上无需扫参,可以快速精确地设计任意波段吸波的吸波体。     

多层复合蜂窝芯结构优化设计及其宽带吸波性能研究

多层蜂窝结构因其优异的吸波性能和高强度结构近来受到广泛关注。 本文针对传统多层蜂窝界面处电磁不连续以及浸渍工艺自身精度低等问题,通过 3D 打印技术制备了一种具有宽频电磁波吸收能力的轻质三层梯度蜂窝结构。中层渐变壁厚蜂窝极大地减少了层与层之间的界面反射,该结构在 2. 92 GHz ~ 18 GHz 内实现反射损耗低于- 10 dB,-10 dB 相对吸波带宽为144%,且密度仅为0. 292 g / cm3。 仿真和实验证明了均匀壁厚蜂窝结构与渐变壁厚蜂窝结构的复合设计可以实现界面的电磁连续性,有效改善了阻抗匹配,并提升了电磁波损耗能力,实现了宽频吸收效果。     

基于宽带吸波体的低雷达散射截面平面印刷磁电偶极子天线设计

该文设计了一种工作于X波段的平面印刷磁电偶极子天线,并设计了一种加载集总电阻的宽入射角、极化不敏感、宽频带吸波体(WBMA)。当平面波垂直入射时,吸波体在7.2~12.6 GHz范围内的吸波率大于90%,入射角增加至45时仍能在X波段保持90％以上的吸波率。通过将WBMA加载在天线四周,实现了天线雷达散射截面(RCS)的大幅缩减。实测和仿真结果表明:不同极化波垂直入射时,天线单站RCS减缩3 dB带宽为6.6~14.4 GHz,最大减缩量达23.8 dB。中心频点10 GHz处,TE极化波照射时,双站RCS能实现90角域内的减缩,TM极化波照射时,在35角域内实现了减缩,同时天线辐射性能几乎保持不变。     

基于石墨烯的太赫兹透明吸波器设计

透明太赫兹吸波器既可在太赫兹波段实现吸波功能,又对可见光透明,隐蔽性高,因此其在电磁隐形等领域具有广泛应用。文中设计了一种基于石墨烯的太赫兹双频吸波器,它由方形加枝节的石墨烯上层宽带吸波结构和石墨烯-ITO 嵌套形下层窄带吸收结构构成,实现了独立可调的双频吸波功能。经仿真调试,该吸波器能够通过改变石墨烯费米能,分别在1.98~3.64 THz 范围内调节实现90%以上宽频带吸收率和在4.6~4.9 THz 范围内调节实现96%以上吸收率。经验证,该吸波器具有极化不敏感、宽入射范围等优点。     

Design and analysis of an ultrathin triple-band polarization independent metamaterial absorber

In this paper, an ultrathin triple-band polarization insensitive metamaterial (MTM) absorber has been presented for C-band applications. The proposed structure is explained as a combination of two absorbers, named as Absorber-I and Absorber-II. It exhibit 91%, 98.9% and 99.5% absorptivity at 4.2 GHz, 7 GHz and 7.4 GHz frequencies respectively. Absorber-I and Absorber-II are individually responsible for the origin of two separate frequency bands at 4.2 GHz and 7 GHz respectively. Further, mutual coupling between Absorber-I and Absorber-II is responsible to generate one more absorption band at the frequency of 7.4 GHz. The fourfold symmetric nature of the proposed unit cell provides polarization insensitivity phenomena. The absorbing mechanism of the designed absorber has been explained by two methods. One is by plotting input impedance of the absorber. Another one is by analyzing the EM wave propagation inside the structure. The proposed absorber has been fabricated and simulation results are experimentally verified.