宽入射角电磁超介质吸波材料吸波机理研究

摘要

电磁超介质吸波材料在2008年被首次提出后便由于其完美吸波以及超薄吸波材料等良好的电磁特性在电磁超介质领域内引起了广泛的关注,并且众多电磁场领域内的学者对其进行了大量深入的研究,其中极化不敏感超介质吸波材料,多频超介质吸波材料以及宽频超介质吸波材料的研究成果丰硕。但是这些研究主要针对的是电磁超介质吸波材料的结构、合成以及工程方面的研究,对超介质吸波材料的吸波理论,尤其是斜入射角下吸波理论以及物理吸波机制方面的研究却非常少。本论文根据多次反射理论建立吸波模型,对垂直入射以及斜入射条件下电磁超介质吸波材料进行了大量深入的研究。其中主要研究工作及其创新点如下:
　　一、通过多次反射理论对垂直入射及斜入射条件下电磁超介质吸波材料进行了建模,并且通过模拟仿真曲线与数值分析曲线对比,验证了其正确性。
　　二、通过相位关系与驻波理论分析了电磁超介质吸波材料在垂直入射条件下能量损耗的物理机理,利用相位关系给出了计算电磁波垂直入射时吸波率最大值处所对应频率的计算公式。同时利用相位关系以及反射波模型推倒出完美吸波所应该满足的条件。
　　三、通过分析能量损耗的物理机制讨论了垂直极化波与水平极化波在斜入射情况下的不同点,通过模拟仿真对比不同损耗介质层的吸波曲线,发现在水平极化波斜入射条件下,吸波率的入射角敏感度与介质层损耗有着密切的联系。讨论了增厚介质层厚度重新达到完美吸波的原因,以及在 ERR谐振单元+短截线结构的吸波材料中,短截线在吸波频段主要起到反射电磁波的作用。
　　四、通过对超介质吸波材料斜入射时的物理特性以及吸波原理,设计了一款基于紧凑型结构的宽入射角电磁超介质吸波材料,在垂直极化波与水平极化波大角度斜入射的条件下都可以达到比以往超介质吸波材料更好的吸波率。

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第一章 绪论

1. 1 电磁超介质概述

1. 2 电磁超介质吸波材料研究背景以及主要研究热点

1. 3 论文内容及结构安排

第二章 Salisbury屏吸波原理分析

2. 1 引言

2.2 Salisbury屏结构介绍

2.3 垂直入射情况下Salisbury屏的模型设计以及原理分析

2.4 斜入射情况下Salisbury屏的模型设计以及原理分析

2. 5 本章小结

第三章 电磁超介质吸波材料吸波原理分析

3. 1 引言

3. 2 垂直入射情况下电磁超介质吸波材料理论分析

3. 3 斜入射情况下电磁超介质吸波材料模型设计以及原理分析

3. 4有关电磁超介质吸波材料的更多讨论

3. 5 本章小结

第四章 一种基于紧凑型电磁超介质的宽入射角吸波材料设计

4. 1 引言

4. 2 电磁波斜入射条件下影响超介质吸波材料吸波率的条件

4. 3 紧凑型宽入射角超介质吸波材料设计与仿真

4. 4 通过改变谐振单元的绕线匝数调节吸波频率

4. 5 本章小结

第五章 总结与展望

5. 1 全文总结及主要贡献

5. 2 下一步工作以及未来的研究方向

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间取得的研究成果