吸波超材料二面角电磁特性研究

论文摘要

超材料是一种具有人造单元结构的特殊电磁材料,和传统的天然材料相比,超材料具有许多独特的电磁特性。人们对基于平面结构的超材料吸波器开展了大量研究,取得了丰富成果,而对曲面结构超材料吸波器的研究比较少。二面角作为一种目标电磁散射的特殊宽角结构,是研究电磁波相互作用的基本模型,也被广泛应用于雷达散射截面的测量。因此,开展吸波超材料组成的二面角电磁特性的研究,对目标电磁隐身具有重要研究价值。本文设计了两种不同单元结构的吸波超材料组成的二面角,并对其吸收特性进行了研究。首先介绍了超材料的概念、曲面超材料和二面角超材料的研究现状以及相关的基本理论和实验方法。论文建立了平面吸波超材料及其组成的二面角的电磁模型,开展了单元结构、单元数量及吸波机理的分析。论文重点设计了两种具有不同单元结构的吸波超材料组成的二面角模型,并对其吸波特性进行了仿真和实验测试,实验结果与仿真基本吻合。研究发现与具有相同单元结构和参数的平面吸波超材料相比,由两种吸波超材料组成的直二面角都可以产生更多的吸收峰,而且金属环套金属圆片的吸波超材料二面角在TM模式下可以增强吸收率。同时这两种二面角还具有极化敏感的吸收特性;由吸波超材料组成的不同开合角的二面角还具有不同的吸收特性,相比于直角吸波超材料二面角,开合角为锐角和钝角的吸波超材料二面角可以在高频范围内产生更多完美吸收峰。吸波超材料组成的二面角的独特的电磁特性,在隐身技术中具有潜在的应用前景。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
•   1.1 研究背景和意义
•   1.2 超材料概述
•     1.2.1 超材料的起源
•     1.2.2 超材料的主要类型
•     1.2.3 超材料的进一步研究发展
•   1.3 曲面超材料和二面角超材料的研究现状
•     1.3.1 超材料研究近况
•     1.3.2 曲面超材料和二面角超材料的研究现状
•   1.4 本文结构
• 2 二面角电磁理论与实验
•   2.1 吸波超材料二面角的理论基础
•     2.1.1 多次散射理论
•     2.1.2 散射参数与阻抗匹配
•     2.1.3 等效介质理论与参数反演
•   2.2 仿真与实验
•     2.2.1 二面角超材料的仿真
•     2.2.2 二面角超材料的实验及参数测量
•   2.3 本章小结
• 3 吸波超材料二面角的设计
•   3.1 引言
•   3.2 吸波超材料二面角的设计思路
•     3.2.1 单个圆环结构的平面超材料吸波器分析
•     3.2.2 吸波超材料二面角单元个数的选择
•   3.3 吸波超材料二面角电磁参数的选择
•   3.4 本章小结
• 4 两种吸波超材料二面角的电磁特性研究
•   4.1 引言
•   4.2 吸波超材料二面角模型设计
•   4.3 直角吸波超材料二面角仿真与实验结果讨论
•     4.3.1 仿真结果讨论
•     4.3.2 实验结果分析
•     4.3.3 小结
•   4.4 两种不同开合角的吸波超材料二面角的吸收特性分析
•   4.5 本章小结
• 5 总结与展望
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的论文、科研成果等
• 致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 李天骥

导师: 杨河林

关键词: 超材料,二面角,吸波特性,电磁仿真

来源: 华中师范大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

专业: 物理学,材料科学

单位: 华中师范大学

分类号: TB34;O441.6

总页数: 68

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