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相似文献
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1.
程用志  聂彦  龚荣洲  郑栋浩  范跃农  熊炫  王鲜 《物理学报》2012,61(13):134101-134101
设计了三种类型吸波体, 分别为基于正方形金属贴片(square metal patch, SMP) 结构超材料吸波体、 电阻型频率选择表面(Resistance Frequency Selective Surface, RFSS) 吸波体和SMP与RFSS的复合结构吸波体. 采用FDTD算法分别对这三种类型吸波体的电磁波吸收特性进行数值模拟分析. 模拟得到的结果表明: 在整个2-30 GHz频率范围内, SMP吸波体, 通过几何参数的设计可以实现多频窄带强吸收; RFSS吸波体, 通过方块电阻的设计可以实现高频宽带强吸收, 但强吸收的带宽有限; SMP与RFSS的复合结构吸波体, 在3-25 GHz之间吸收率大于90%以上, 且宽频范围内与自由空间具有较好的阻抗匹配特性.  相似文献   

2.
程用志  聂彦  龚荣洲  王鲜 《物理学报》2013,62(4):44103-044103
设计了一种基于一阶Minkowski分形双方环(Minkowski fractal double square loop, MFDSL)电谐振器结构与电阻膜复合的超薄、 宽频带、极化不敏感和宽入射角的超材料吸波体. 该吸波体的基本结构单元由MFDSL电谐振器结构、方块电阻膜、电介质基板和金属背板组成. 采用时域有限差分算法对这种复合结构吸波体的电磁波吸收特性进行数值模拟分析. 模拟得到的反射率和吸收率表明: 该吸波体在7.5-42 GHz之间对入射电磁波具有大于90%以上的强吸收特性. 模拟得到的不同极化角和不同入射角下的吸收率表明: 该吸波体具有极化不敏感和宽入射角特性. 进一步的数值模拟结果表明, 该复合结构吸波体对电磁波的吸收主要是基于电磁谐振和电路谐振机制, 通过方块电阻的设计可以实现工作频率范围的调节. 关键词: 电阻膜 分形频率选择表面 宽频带吸收  相似文献   

3.
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   

4.
顾超  屈绍波  裴志斌  徐卓  马华  林宝勤  柏鹏  彭卫东 《物理学报》2011,60(10):107801-107801
基于手性结构设计了一种极化不敏感和双面吸波的超材料吸波体.该吸波体的结构单元由手性结构和介质基板组成.仿真的电磁波正、反向入射时超材料吸波体的吸收率表明:该吸波结构的正、反面是互易的,具有双面吸波特性.仿真的不同极化角下超材料吸波体的吸收率表明:该超材料吸波体具有极化不敏感特性.仿真的不同入射角下超材料吸波体的吸收率表明:该超材料吸波体的入射角较窄.仿真的吸波体单元的表面电流和磁能密度分布表明:电、磁场之间存在交叉耦合,吸波与手性有关.仿真的不同损耗情况下超材料吸波体的吸收率表明:基板的介质损耗在吸波过程中起主导作用,金属的电阻热可以忽略不计.该超材料吸波体可能在要求双面吸波的领域中具有潜在的应用. 关键词: 极化不敏感 双面吸波 手性结构 超材料吸波体  相似文献   

5.
鲁磊  屈绍波  马华  余斐  夏颂  徐卓  柏鹏 《物理学报》2013,62(10):104102-104102
仿真并实验验证了基于电磁谐振的极化无关透射吸收超材料吸波体, 该吸波体可以实现低频透射和高频吸收.实验测试结果表明, 该吸波体在6.77 GHz 吸收率峰值为83.6%, 半功率带宽为4.3%, 实现窄带强吸收.为进一步拓展该谐振型超材料吸波体的吸收带宽, 利用其低频透射特性, 将两个工作于不同频段的吸波体叠加在一起, 测试结果表明, 复合后超材料吸波体的半功率带宽可以增大到10.9%, 吸收率也略有增强. 该超材料吸波体设计简单, 具有较强的实用性和应用前景. 关键词: 极化无关 透射吸收 超材料吸波体  相似文献   

6.
顾超  屈绍波  裴志斌  徐卓  刘嘉  顾巍 《物理学报》2011,60(3):37801-037801
本文设计了一种具有准全向吸波特性的平板超材料吸波体,其准全向吸波特性是由超材料吸波单元的双面吸波、极化不敏感和宽入射角实现的.理论分析和仿真结果表明:该吸波体在6.18 GHz的确有一个双面吸波的吸收点,且吸收率对极化角和入射角均不敏感.提取的等效阻抗表明可以调节超材料的电磁响应使其在吸收频率处与自由空间阻抗匹配来抑制反射.仿真的能量损耗分布表明:该吸波体对电磁波的吸收主要源于基板的介质损耗;采用两种不同介质基板的设计可使前吸波体与后吸波体的耦合度明显降低、抑制耦合所导致的传输.该吸波体可能在许多领域具有 关键词: 准全向吸波 双面吸波 极化不敏感 宽入射角  相似文献   

7.
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   

8.
基于磁谐振器加载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  柏鹏  彭卫东  林宝勤 《物理学报》2011,60(8):87801-087801
基于加载集总元件的磁谐振器设计了一种宽频带、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加载集总元件的磁谐振器、介质基板和金属背板组成.仿真得到的加载集总元件和不加载集总元件情况下一维阵列结构吸波体的吸收率表明,相对于不加载集总元件的情况,加载集总元件的一维阵列结构吸波体能够实现宽频带吸波.仿真得到的集总电阻和集总电容取不同值时一维阵列结构吸波体的吸收率表明,集总电阻和集总电容都存在一个最佳值,此时吸波体的吸收率最高、吸收带宽最宽.仿真得到的基板有耗和无耗情况下一维阵列结构吸波体的吸收率表明, 关键词: 磁谐振器 集总元件 宽频带 超材料吸波体  相似文献   

9.
鲁磊  屈绍波  施宏宇  张安学  张介秋  马华 《物理学报》2013,62(15):158102-158102
设计、仿真并实验验证了基于宽边耦合螺旋结构的低频小型化超材料吸波体. 实验测试结果表明, 该超材料吸波体在1.39 GHz吸收率达到最大为98%, 其单元尺寸和总厚度均为6.8 mm, 约为1/32工作波长, 实现小型化窄带吸波. 由于吸波体中螺旋结构是旋转对称排列的, 因而其对垂直入射电磁波的极化方向是不敏感的. 此外, 该超材料吸波体对斜入射横电和横磁极化电磁波在60°时, 仍具有强吸收. 关键词: 超材料 吸波体 小型化  相似文献   

10.
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   

11.
A low-frequency wideband, polarization-insensitive and wide-angle metamaterial absorber (MA) is designed, simulated and analyzed. This MA consists of a periodic arrangement of a cave-disk resonator (CDR), square resistive film (RF), and metal ground plane (GP) (a 0.8 mm-thick FR-4 dielectric spacer is sandwiched in between the CDR and RF, and another 1.2-mm thick FR-4 dielectric spacer is inserted in between the RF and GP). The simulated results based on finite integration technology (FIT) indicate that the absorption of the MA is greater than 90% and almost perfectly impedance- matched to the free space in the whole frequency range of 1 GHz-7 GHz. The simulated absorptions under the conditions of different polarization and incident angles indicate that this composite structure absorber is polarization-insensitive and wide-angled. Furthermore, the distribution of the power loss density indicates that the wideband absorptivity is mainly from the composite electromagnetic loss of the CDR and RF. This design provides an effective and feasible way to construct a low-frequency wideband absorber.  相似文献   

12.
We propose an ultrathin wide-band metamaterial absorber (MA) based on a Minkowski (MIK) fractal frequency selective surface and resistive film. This absorber consists of a periodic arrangement of dielectric substrates sandwiched with an MIK fractal loop structure electric resonator and a resistive film. The finite element method is used to simulate and analyze the absorption of the MA. Compared with the MA-backed copper film, the designed MA-backed resistive film exhibits an absorption of 90% at a frequency region of 2 GHz-20 GHz. The power loss density distribution of the MA is further illustrated to explain the mechanism of the proposed MA. Simulated absorptions at different incidence cases indicate that this absorber is polarization-insensitive and wide-angled. Finally, further simulated results indicate that the surface resistance of the resistive film and the dielectric constant of the substrate can affect the absorbing property of the MA. This absorber may be used in many military fields.  相似文献   

13.
布丹丹  岳春生  张广求  胡永涛  董胜 《中国物理 B》2016,25(6):67802-067802
A simple design of broadband metamaterial absorber(MA) based on resistive film is numerically presented in this paper.The unit cell of this absorber is composed of crossed rectangular rings-shaped resistive film,dielectric substrate,and continuous metal film.The simulated results indicate that the absorber obtains a 12.82-GHz-wide absorption from about 4.75 GHz to 17.57 GHz with absorptivity over 90% at normal incidence.Distribution of surface power loss density is illustrated to understand the intrinsic absorption mechanism of the structure.The proposed structure can work at wide polarization angles and wide angles of incidence for both transverse electric(TE) and transverse magnetic(TM) waves.Finally,the multi-reflection interference theory is involved to analyze and explain the broadband absorption mechanism at both normal and oblique incidence.Moreover,the polarization-insensitive feature is also investigated by using the interference model.It is seen that the simulated and calculated absorption rates agree fairly well with each other for the absorber.  相似文献   

14.
鲁磊  屈绍波  苏兮  尚耀波  张介秋  柏鹏 《物理学报》2013,62(20):208103-208103
仿真和实验验证了厚度极薄的平面结构超材料吸波体, 该吸波体采用加载交指电容的耶路撒冷十字结构, 通过增加单元间的耦合电容显著降低了其工作频率. 测试结果表明, 该超材料吸波体在1.58 GHz, 吸收率峰值为88.48%, 其厚度为2 mm, 约为1/95工作波长, 吸波体的单元尺寸为11 mm, 约为1/17工作波长. 此外, 通过金属通孔将耶路撒冷十字结构与金属底板相连接, 使其对斜入射横电和横磁极化电磁波具有宽角度吸收特性, 在60°时依然具有较高的吸收率, 且吸收峰频率几乎不发生偏移, 从而使其更具实用价值. 关键词: 极薄 宽角度 超材料吸波体  相似文献   

15.
In this paper, we propose and experimentally validate a low-frequency metamaterial absorber (MMA) based on lumped elements with broadband stronger absorptivity in the microwave regime. Compared with the electric resonator structure MMA, the composite MMA (CMMA) loaded with lumped elements has stronger absorptivity and nearly impedance-matched to the free space in a broadband frequency range. The simulated voltage in lumped elements and the absorbance under different substrate loss conditions indicate that incident electromagnetic wave energy is mainly transformed to electric energy in the absorption band with high efficiency and subsequently consumed by lumped resistors. Simulated surface current and power loss density distributions further clarify the mechanism underlying observed absorption. The CMMA also shows a polarization-insensitive and wide-angle strong absorption. Finally, we fabricate and measure the MMA and CMMA samples. The CMMA yields below ?10 dB reflectance from 2.85 to 5.31 GHz in the experiment, and the relative bandwidth is about 60.3 %. This low-frequency microwave absorber has potential applications in many martial fields.  相似文献   

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