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相似文献
 共查询到17条相似文献,搜索用时 406 毫秒
1.
孙良奎  程海峰  周永江  王军  庞永强 《物理学报》2011,60(10):108901-108901
设计了一种基于超材料的吸波材料,吸波材料由周期性排列的电阻片,基体以及金属背底构成. 采用时域有限差分法(FDTD)计算了吸波材料的反射率,并用遗传算法优化了吸波材料的吸波带宽,得到一种反射率在8-18 GHz小于-10 dB的吸波材料,材料厚度仅为3 mm. 采用手糊工艺制备了空心石英纤维增强环氧树脂基体,丝网印刷制备了电阻片,实现了所设计的吸波材料,测试表明,实验结果和设计结果一致. 关键词: 雷达吸波材料 超材料 频率选择表面 遗传算法  相似文献   

2.
为了解决常见吸波材料厚度大、吸波频带窄的问题,设计了一种采用新型偶极子方环交叉元结构的带宽大、厚度薄的吸波器,它由导电浆料和氧化铝陶瓷组成。基于有限差分时域方法采用CST软件仿真计算了该吸波器的电磁参数与反射率之间的关系。利用等效介质理论反演得到了吸波器的等效电磁参数与等效阻抗。通过优化偶极子方环交叉元结构的单元尺寸和电路参数,设计的吸波器在11.0~18.0 GHz频率范围内反射率小于-10 dB,厚度为1.6 mm,品质因素(FOM)远高于大多数文献报道的吸波器。研究发现该吸波器的损耗机制为共振损耗和欧姆损耗,组合频率选择表面(FSS)可以增强电磁损耗。实测结果与仿真吻合得较好,该超材料吸波器具有超薄宽带吸收的特性。  相似文献   

3.
熊益军  王岩  王强  王春齐  黄小忠  张芬  周丁 《物理学报》2018,67(8):84202-084202
设计了一种三层宽频吸波超材料,其表层和中间层为单元尺寸不同的周期阵列结构,底层为吸波平板结构,优化后的总厚度仅为4.7 mm,并采用三维(3D)打印技术成功制备了该吸波超材料.吸波体反射率测试结果表明,在电磁波垂直入射条件下,宽频吸收峰分别出现在5.3和14.1 GHz,两峰叠加使得其在4-18 GHz频率范围内反射损耗均小于-10 dB.采用S参数反演法计算了每一层的等效电磁参数,并利用多层结构反射率公式推导得出该模型的理论反射率,理论计算结果与实测结果基本一致.通过研究能量损耗、电场分布和磁场分布揭示了吸波机理,分析表明该吸波体的宽频吸收效果源于三层结构产生的吸收带宽叠加.本文提出的吸波超材料具有良好的宽频吸收效果,尤其在低频范围吸波性能较佳,结合3D打印快速成型技术,可获得结构精细的三层吸波超材料,具有重要的实际应用价值和广阔的应用前景.  相似文献   

4.
杨欢欢  曹祥玉  高军  刘涛  李思佳  赵一  袁子东  张浩 《物理学报》2013,62(21):214101-214101
基于超材料的电磁谐振特性, 设计、制作了一种极化无关的宽带低雷达散射截面 (radar cross section, RCS)超材料吸波体. 通过场分布和反演法分析了其吸波机理, 利用波导法和空间波法测试了其吸波率和RCS特性. 理论分析表明: 在平面波的作用下, 该吸波体对某一吸波频率在不同的位置分别提供电谐振和磁谐振, 对不同的吸波频率, 利用不同的介质层提供主要的能量损耗, 从而有效减弱了电磁耦合, 保证了宽频带的强吸收特性. 实验结果表明: 设计的三层结构吸波体吸波率达90%以上的带宽是单层结构的4.25倍, RCS减缩10 dB以上的带宽为5.1%, 其单元尺寸为0.17λ, 厚度仅为0.015λ. 该吸波体的低RCS特性还具有极化无关、宽入射角的特点, 且通过改变吸波体的夹层结构可以实现工作带宽的灵活调节. 关键词: 超材料吸波体 雷达散射截面 宽带 电磁谐振  相似文献   

5.
周卓辉  刘晓来  黄大庆  康飞宇 《物理学报》2014,63(18):184101-184101
设计了一种十字镂空的超材料结构,与传统的铁磁吸波材料相结合,实现了低频吸收频带的扩宽.仿真结果显示,吸波体在2-4 GHz范围可以实现-10 dB以下的吸收,相比于没有加载超材料的情况,吸收带宽扩展了0.5 GHz.实验结果在2.5-5.1 GHz范围内也显示了相似的吸收曲线,低于-9 dB的吸收频带有0.48 GHz的扩宽,扩展了23%.不同结构的能量损耗密度分布表明,相比于无镂空的十字结构,镂空十字结构可以增加磁场能量损耗,加强单元结构之间的耦合,降低超材料对传统吸波材料性能的破坏.探索了传统铁磁吸波材料厚度的变化对吸波体吸收性能的影响,发现由超材料引入的附加峰位置不随着吸波材料厚度的改变而明显地移动.根据这个结果,进一步设计了由两种超材料叠加组合而成的吸波体,仿真结果和实验结果均显示,在降低了1.1 mm铁磁吸波材料层厚度的情况下,使低频吸收带宽又扩展了0.9 GHz.  相似文献   

6.
王莹  程用志  聂彦  龚荣洲 《物理学报》2013,62(7):74101-074101
提出一种基于集总元件的超材料吸波体结构设计, 并进行了理论分析和实验验证. 仿真结果表明, 该吸波体在2.5 GHz到4.46 GHz的低频带内具有吸收率超过95%、半高宽达到70.4%的良好吸收特性. 反演计算得到的等效输入阻抗表明集总元件的加入可以使该结构在较宽的频率范围内有较好的阻抗匹配特性, 介质表面能量损耗分布的模拟计算结果说明能量主要损耗在了集总电阻中, 从而实现低频宽带的吸收特性. 制备了实验样品并用自由空间法进行测试, 测试结果与模拟结果符合得较好. 进一步的实验测试结果表明FR4基板的厚度对该吸波体的吸收特性有明显的调控作用, 且对于固定参数的结构存在最佳匹配厚度. 关键词: 集总元件 超材料吸波体 低频 宽带  相似文献   

7.
基于电阻膜的宽频带超材料吸波体的设计   总被引:3,自引:0,他引:3       下载免费PDF全文
顾超  屈绍波  裴志斌  徐卓  林宝勤  周航  柏鹏  顾巍  彭卫东  马华 《物理学报》2011,60(8):87802-087802
基于电阻膜设计了一种宽频带、极化不敏感和宽入射角的超材料吸波体.该吸波体的结构单元由六边形环状电阻膜结构、介质基板和金属背板组成.仿真得到的反射率和吸收率表明,该吸波体在7.0-27.5 GHz之间对入射电磁波具有宽频带的强吸收,证实了电路谐振相对于电磁谐振易于实现宽带吸波.仿真得到的不同极化角和不同入射角下超材料吸波体的吸收率表明,该吸波体具有极化不敏感和宽入射角特性.仿真得到的基板和电阻膜对超材料吸波体吸收率的影响表明,电阻膜结构和金属背板之间形成的电容以及电阻膜结构的电阻都存在一个最佳值,此时电路谐 关键词: 电阻膜 电路谐振 宽频带 超材料吸波体  相似文献   

8.
李文强  曹祥玉  高军  赵一  杨欢欢  刘涛 《物理学报》2015,64(9):94102-094102
提出利用超材料吸波体减缩波导缝隙阵列天线带内雷达散射截面的设计方法. 设计具有超薄(厚度仅为0.01λ, λ为吸波体中心频率对应波长)、无表面损耗层和高吸波率的超材料吸波体, 将其加载到波导缝隙天线E面方向辐射缝隙间的金属表面上, 并与辐射缝隙保持一定的间距. 该加载方式没有破坏天线的口径馈电振幅分布, 并利用超材料吸波体对电磁波的强吸收特性降低了天线阵的结构模式项散射. 仿真和实验结果表明, 加载超材料吸波体后天线阵的反射系数、增益、波瓣宽度保持不变, 在x极化和y极化条件下, 波导缝隙阵列天线的带内雷达散射截面减缩量均在6 dB 以上, 且在-25°-+25°范围内天线雷达散射截面均有明显的减缩, 鼻锥方向减缩超过10 dB. 该研究成果对阵列天线雷达散射截面减缩具有重要的借鉴意义和工程应用价值.  相似文献   

9.
为满足对吸波涂层薄、轻、宽的要求,通过吸波涂层的优化设计,制备了密度较低的宽频带碳团簇型吸波涂层.该涂层为三层结构,总厚度为2.10 mm,在8~12.4GHz频率范围内,对微波的最小反射率为-42dB,其中反射率小于-10dB的工作频带达90%以上,且性能稳定,有较好的实用前景.  相似文献   

10.
李宇涵  邓联文  罗衡  贺龙辉  贺君  徐运超  黄生祥 《物理学报》2019,68(9):95201-095201
针对超材料吸波频带窄的问题,采用金属螺旋环超表面与碳纤维吸波材料相复合的方式,设计了宽频高性能复合吸波体.研究发现,在碳纤维吸波材料中引入双层螺旋环超表面能显著增强吸收峰值和吸波带宽,且适当增加螺旋环初始线长和吸收层厚度有利于提高复合吸波体的吸波性能, 9.2—18.0 GHz频段的反射损耗均优于–10 dB (带宽达8.8 GHz),吸收峰值达–14.4 dB.利用S参数计算得到螺旋环-碳纤维复合吸波体的等效电磁参数和特征阻抗呈现多频点谐振特性,通过构建双层螺旋环超表面等效电路模型,定量计算了复合吸波体的电磁谐振频点,发现由等效电路模型获得的谐振频点计算值与仿真值基本相符,说明该复合吸波体多频点电磁谐振是宽频电磁损耗的主要机制.  相似文献   

11.
In this study, we design, prepare and characterize a broadband, ultra-low reflectivity and incidence angle-insensitive metamaterial absorber. The design of this absorber not only provides a novel idea for the design of broadband absorbers, but also enhances the application prospects of metamaterial absorbers. By introducing FeSiAlp/epoxy magnetic composite and optimizing the structural parameters, the absorption performance of the metamaterial absorber has been significantly improved. The effective absorption bandwidth (bandwidth with reflectivity less than −10dB) is increased by 3.4 times from 2.19 GHz to 7.49 GHz, and the RLmin (minimum reflection loss) value reaches −38.31 dB at 17.83 GHz, that is the absorption rate reaches 99.99%. Meanwhile, the experimental results also verify the simulation design results. Therefore, the absorber not only plays the characteristics of strong absorption of metamaterial, but also absorbs the advantages of broadband of magnetic material.  相似文献   

12.
Wenbo Cao 《中国物理 B》2022,31(11):117801-117801
A pure dielectric metamaterial absorber with broadband and thin thickness is proposed, whose structure is designed as a periodic cross-hole array. The pure dielectric metamaterial absorber with high permittivity is prepared by ceramic reinforced polymer composites. Compared with those with low permittivity, the absorber with high permittivity is more sensitive to structural parameters, which means that it is easier to optimize the equivalent electromagnetic parameters and achieve wide impedance matching by altering the size or shape of the unit cell. The optimized metamaterial absorber exhibits reflection loss below -10 dB in 7.93 GHz-35.76 GHz with a thickness of 3.5 mm, which shows favorable absorption properties under the oblique incidence of TE polarization (±45°). Whether it is a measured or simulated value, the strongest absorbing peak reaches below -45 dB, which exceeds that of most metamaterial absorbers. The distributions of power loss density and electric and magnetic fields are investigated to study the origin of their strong absorbing properties. Multiple resonance mechanisms are proposed to explain the phenomenon, including polarization relaxation of the dielectric and edge effects of the cross-hole array. This work overcomes the shortcomings of the narrow absorbing bandwidth of dielectrics. It demonstrates that the pure dielectric metamaterial absorber with high permittivity has great potential in the field of microwave absorption.  相似文献   

13.
孙良奎  程海峰  周永江  王军 《中国物理 B》2012,21(5):55201-055201
An equivalent-circuit model is used to analyse the improvement of the wave absorbing performance of the lossy frequency selective surface(FSS) absorber by using a magnetic substrate,showing that it is possible to widen the wave absorbing bandwidth.Three pieces of magnetic substrates are prepared.According to the complex permittivity and permeability,the reflectivity of the corresponding absorber is calculated by the finite difference time-domain(FDTD) method,and the bandwidth of the reflectivity below 10 dB is optimized by genetic algorithm.The calculated results indicate that the wave absorbing performance is significantly improved by increasing the complex permeability of the substrate;the reflectivity bandwidth below 10 dB of the single layer FSS absorber can reach 3.6-18 GHz with a thickness of 5 mm,which is wider than that with a dielectric substrate.The density of the FSS absorber is only 0.92 g/cm 3.Additionally,the absorption band can be further widened by inserting a second lossy FSS.Finally,a double layer lossy FSS absorber with a magnetic substrate is fabricated based on the design result.The experimental result is consistent with the design one.  相似文献   

14.
The design, fabrication, and measurements of a broadband metamaterial absorber are reported. The proposed metamaterial absorber consists of circular metallic patches and a metallic ground plane separated by a dielectric layer. Increasing the number of metallic patches can broaden the frequency range when their resonances are closely packed together, thereby resulting in a broadband resonance. Experimental results show that the proposed absorber has high absorptivity, with a full width at half maximum absorption bandwidth of 2.8 GHz and the relative FWHM absorption bandwidth of 25.3?%. In addition, the absorber can operate at a wide range of incident angles under both transverse electric and transverse magnetic polarizations.  相似文献   

15.
The design of a frequency selective surface (FSS) screen constructed using a coupling configuration to implement a broadband microwave absorber is presented in this paper. The reflectivity representation recognizes the characterization of the absorber. Simulation and measurement results are presented and analyzed. A coupling FSS screen is introduced in order to obtain a better bandwidth and absorption. The bandwidth with the reflectivity below ?10?dB could get 5.45?C18?GHz, compared with the 6.28?C18?GHz of the absorber with square patches FSS, provided that the thickness of the absorber is 4?mm.  相似文献   

16.
邹涛波  胡放荣  肖靖  张隆辉  刘芳  陈涛  牛军浩  熊显名 《物理学报》2014,63(17):178103-178103
本文设计了一种基于超材料的偏振不敏感太赫兹宽带吸波体.吸波体包含两层金属和一层中间介质,表面金属层每一个周期单元由五种尺寸接近的金属块按照相邻不同的规律排列成5×5的方形阵列.各种尺寸金属块分别产生单峰谐振吸收,五个谐振吸收峰相互靠近从而产生宽带吸收.通过研究吸波体表面电流和电场z分量分布情况可知,入射太赫兹能量的吸收主要是由y方向上电场引起的电偶极子振荡和z方向上磁场引起的磁极化产生,而且金属层的欧姆损耗起主要作用.仿真结果表明,吸波体吸收率在80%以上的带宽约为1.2 THz,最高吸收率可达98.7%,半峰全宽(FWHM)为1.6 THz,该宽带吸波体的厚度约为中心波长的二十分之一,对偏振方向不敏感,且能实现大角度吸收,在太赫兹频段的电磁隐身、测辐射热探测器以及宽带通信等领域有潜在的应用价值.  相似文献   

17.
宽带透射吸收极化无关超材料吸波体   总被引:2,自引:0,他引:2       下载免费PDF全文
鲁磊  屈绍波  施宏宇  张安学  夏颂  徐卓  张介秋 《物理学报》2014,63(2):28103-028103
提出了一种新的基于磁性吸波体材料的具有低频透射和高频宽带吸收特性的超材料吸波体.该超材料吸波体在1 GHz的透射系数为-0.5 dB,具有较好的低频透射特性,可以实现对低频信号的相互通信;在频率大于8.4 GHz的频段,吸收率均大于80%,基本覆盖整个X波段和Ku波段,实现高频宽带吸收.此外,由于该超材料吸波体的单元金属周期结构具有较好的四重旋转对称性,因而是极化无关的.该透射吸收超材料吸波体设计简单,实用性强,具有较强的潜在应用价值.  相似文献   

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