基于ITO柔性透明偏振不敏感超宽带超材料吸波器

设计了一种基于电阻膜氧化铟锡(ITO)的柔性透明偏振不敏感超宽带吸波器,并对其进行了分析和制备。利用ITO电阻膜图样产生欧姆损耗实现高吸收。仿真结果表明设计的超材料吸波器在2.7～12.1 GHz范围内可实现高于90%吸收率,相对带宽为127%,覆盖了S、C、X波段。由于结构的对称性,该吸波器对偏振角不敏感,且在45°宽入射角范围内具有高吸收率。通过阻抗匹配、等效电路理论、电场以及电流分布、结构参数分析了吸收机理。实验测量结果与仿真结果一致。该超材料吸波器具有超宽带吸收、极化不敏感和灵活性好等优点,可广泛应用于电磁屏蔽、雷达隐身技术等领域。     

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。     

一种基于超材料的极化无关超宽带吸波器

提出了一种新的基于氮化钽金属膜和多孔泡沫介质的具有超宽带吸收特性的超材料吸波器.吸收率大于80％的频段为15.5～47.2 GHz(在18.3 GHz,达到最大吸收率99.89％),相对带宽约为101％,完全覆盖了K波段、Ka波段,部分覆盖了U波段.对于斜入射的横电波、横磁波具有较宽角度的吸波性能.由于吸波单元的金属图案设计为5个同心圆环结构,具有全向旋转对称性,因而是极化无关的.该吸波器结构简单.容易制作,在电磁隐身、电磁兼容等领域具有重要应用价值.     

基于微滴喷射成形的多层超材料吸波体设计与制造北大核心CSCD

超材料吸波体朝着多频、宽频的方向发展,多层结构是其增加吸收带宽的重要手段,但对于传统刻蚀加多层粘结的制备方法,其精度难以保证。提出一种基于3D打印技术中微滴喷射成形(MJM)技术制备多层超材料吸波体的新方法,可以一体化成形吸波体结构。首先开展4层吸波体方案设计及吸收率仿真,分析光敏树脂的介电常数/介电损耗、银浆电导率对吸波性能的影响;然后通过制备20×20单元吸波体样品,将实测数据与仿真数据进行对比。实测数据表明,在10.4~19.6 GHz频率范围内的吸收率大于90%,完全覆盖Ku波段,且与仿真数据高度一致,证实了采用MJM技术可以一体化成形多层超材料吸波体结构,减少装配误差,在隐身结构制造领域具有潜在应用价值。     

影响低发射率涂层与超材料吸波体兼容的关键因素探究

为了实现8～14μm波段低反射率涂层与超材料吸波体的兼容隐身,探究了影响低发射率涂层与超材料兼容性能的关键因素.采用IR-2型发射率测试仪测定涂层在8～14μm波段的发射率,用弓形法测量了超材料涂覆涂层前后的反射损耗曲线,并采用矢量网络分析仪测试了涂层电磁参数.结果表明,涂覆低发射率涂层后,可将超材料吸波体的红外发射率降至0.126,但是其对超材料吸波体原有吸波特性影响较大,平均反射损耗以及吸收带宽都有所减小.在涂层4个电磁参数中,介电常数实部为影响低发射率涂层与超材料兼容的关键因素,低发射率涂层的介电常数实部较高,导致本征阻抗较小,与自由空间的阻抗不匹配,对雷达波的反射较多,涂覆后对超材料吸波体原有反射损耗特性影响大.     

一种基于集总电阻加载的小型化超宽带超材料吸波体设计

为提高吸波体吸波效率,该文设计了一种基于集总电阻加载的小型化超宽带超材料吸波体结构,该结构通过纵向级联的方式,结合上下两层吸波体结构拓展了带宽。通过等效电路分析得到该吸波体在宽频带内具有良好的阻抗匹配,并通过电流分析验证了吸波机理。整个吸波体的单元大小仅为0.089$\lambda_ {\rm{L}}$×0.089$\lambda_ {\rm{L}}$($\lambda_ {\rm{L}}$为该结构最低吸波频率所对应的波长)。厚度为0.078$\lambda_ {\rm{L}}$。仿真结果表明：在2.24～16.14 GHz吸波率始终大于90%,相对带宽达151%。制备相应实物并进行测试,实测结果与仿真结果基本吻合。     

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.     

覆盖L 波段的宽带隐身雷达天线罩设计

设计了一款极化和角度不敏感的宽带频选吸波体,在X 波段实现了宽带透射窗口以及包含L波段在内的宽频带吸收。该频选吸波体采用频率选择表面与电磁超材料吸波体相结合的方式,通过级联加载多层耦合型频率选择表面和双层高阻表面完成总体结构设计。理论上,利用等效电路法对多层耦合型频率选择表面及整体结构展开分析,论证频选结构和频选吸波体的谐振机理。数值仿真结果显示,该频选吸波体可以实现8.1～11.7GHz频段内的宽频带透射,以及1.18～4 GHz、15～18 GHz 频段内的宽频带吸收,其中透射窗口的插入损耗不大于3 dB。将该频选吸波体作为平面雷达天线罩与微带天线相结合,分析天线的辐射性能和散射特性。研究结果显示,天线在工作频带内保持了良好的辐射性能,而在带外实现了RCS 的有效缩减,达到了天线系统的隐身目的。     

太赫兹宽频带准全向平板超材料吸波体的设计

在太赫兹波段设计了一种宽频带准全向的平板超材料吸波体.仿真结果表明,该吸波体在4.36～4.91THz之间具有极化不敏感和宽入射角的强吸收.提取的等效阻抗实部表明,可以通过调节超材料的电磁响应造成吸波体一侧与自由空间近似阻抗匹配、另一侧与自由空间阻抗不匹配,从而在吸收频带内同时实现反射率和传输率最小、吸收率最大.仿真的...     

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。     

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。     

一种带宽展宽的等离子体超材料吸波体的设计

为了在TE波下获得带宽可展宽（11GHz~14GHz频带内）且可调谐的吸收曲线，提出了一种新型超材料吸波体，其周期性结构单元采用蜂窝状特有的六边形结构。对该吸波体的参量分析图进行了计算，研究了变量g和d的数值不同时，对吸波体吸收频带及吸收带宽的影响，并解释了蚀刻"十"字形结构吸波体带宽展宽的成因。结果表明，该吸波体在9.17GHz~9.5GHz低频频域的吸收率达到90%以上，当不同的等离子体谐振区域被激励时，可以实现吸波体的分时分频域吸收以及改善吸波体的吸收性能，改变变量g和d可以实现对吸收频带的动态调控；可以通过在方形结构中蚀刻"十"字形结构的方式拓宽高频频域的吸收带宽，其在12.08GHz~13.91GHz频域的吸收率高于90%，改变变量s可以明显展宽吸收频带，且该吸波体对入射电磁波的角度不敏感。该吸波体的设计思路为拓宽吸波体的吸收带宽提供了一种有效的方法。     

基于多层结构的偏振不敏感超材料太赫兹宽带吸收器

为了解决宽带吸收器结构设计复杂的问题,提出了 一种结构简单、偏振不敏感、吸收性能优良的超材料太赫兹宽带吸收器.该吸收器采用对称结构设计,以金属层-介质层-金属层的三层架构为基础.其中,介质层中嵌入了两个不同尺寸的圆形金属片,从而形成多层结构.采用频域有限元法(Frequency Domain Finite Elemen...     

宽频太赫兹异向介质吸收器研究

利用异向介质吸收器的传输线模型及CST仿真软件对其太赫兹波段的宽频吸收特性进行了研究。结果表明：异向介质吸收器对太赫兹电磁波的吸收主要来源于开口环共振单元(SRR)的LC共振。提出了两种使异向介质吸收器获得宽频太赫兹吸收的方法：一是增加LC共振中的等效电阻R,能有效扩展吸收带宽到100GHz以上;二是通过优化具有双吸收...     

Transparent broadband microwave metamaterial absorber with thermal insulating and soundproof

Nowadays, multi-functional materials are desperately required for adapting the complex environment, which urges us to take more factors into consideration. Here, we proposed a broadband microwave absorber with multi-functionality such as optically transparent, thermal insulating and soundproof properties. Using indium tin oxide(ITO) based metamaterial, the device can achieve above 90% microwave absorption from 5.6 GHz to 23 GHz(cover X and Ku band). Moreover, with designed vacuum structure inside, the device is thermal insulating and soundproof. These multi-functional advantages give the absorber more flexibility in electromagnetic shielding and stealth application, which can be potentially applied in windows related industry.     

基于石墨烯超材料的宽频带可调太赫兹吸波体

基于二维材料石墨烯,设计了一款宽频带可调谐超材料太赫兹吸波体。该吸波体由三层结构组成,顶层为石墨烯超材料,中间层为二氧化硅,底层为金属薄膜。仿真结果表明,当石墨烯的费米能级为0.7 eV时,该吸波体在1.11~2.61 THz频率范围内吸收率超过90%,相对吸收带宽为80.6%。当石墨烯的费米能级从0 eV增大到0.7 eV时,该吸波体器件的峰值吸收率可以从20.32%增大到98.56%。此外,该吸波体器件还具有极化不敏感和广角吸收的特性。因此,它在太赫兹波段的热成像、热探测、隐身技术等领域具有潜在的应用价值。     

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。     

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.