双频带相位梯度超表面设计与RCS缩减验证

设计了由两种不同开口谐振环结构组成的双频带相位梯度超表面。超表面中两种结构单元周期交错排列,在两个频点引入附加平行波矢量调控电磁波波前,获得低平板反射率及后向雷达散射截面积（RCS）缩减。仿真与实验均表明,该设计思路和方法行之有效,在7.8 GHz和9.4 GHz两个设计频点,将垂直入射波耦合成伪表面波,偏离法线-30°~+30°的单站后向RCS缩减分别为10.3 dB和10.4 dB。由于其设计的灵活性,该超表面波有望在天线、隐身领域具有潜在的应用价值。     

NiCuZn铁氧体的偏置特性及温度稳定性研究

采用传统陶瓷制备工艺制备了NiCuZn铁氧体材料。研究了V2O5、MoO3掺杂对NiCuZn铁氧体材料的微观形貌、直流叠加性能、温度稳定性的影响。研究表明,适量添加V2O5、MoO3可增加铁氧体材料晶界非磁性相的厚度,提高退磁场Hd;从而降低铁氧体材料的磁导率在直流叠加磁场作用下的下降速度。适量添加V2O5、MoO3可调整材料的晶粒尺寸及气孔、晶界等非磁性相的含量;进而改变饱和磁化强度、磁各向异性场、退磁场对材料磁导率的影响权重,最终达到调整材料温度系数的目的。     

基于电阻膜与分形频率选择表面的超薄宽频带超材料吸波体的设计

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     

基于集总元件的低频宽带超材料吸波体设计与实验研究

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     

基于电阻型频率选择表面的低频宽带超材料吸波体的设计

基于电阻型频率选择表面(Resistance Frequency Selective Surface, RFSS) 设计了一种低频宽带、 极化不敏感和宽入射角特性的超材料吸波体. 该吸波体的基本单元由开槽十字型平面超材料(Cave Cross Planar Metamaterial, CCPM)、 RFSS、 电介质基板和金属背板组成. 采用FDTD方法数值模拟得到的结果表明: 相比于单纯的CCPM吸波体、 RFSS吸波体, CCPM和RFSS复合结构吸波体低频吸收特性得到极大改善, 在整个1-5 GHz频率范围内, 吸收率大于80%, 吸收峰值达到98%以上. 数值模拟得到的不同极化角和不同入射角下的吸收率表明: 该复合结构吸波体具有极化不敏感和宽角度吸收特性.     

人工异向介质调控电磁波极化特性的实验与仿真研究

电磁波的极化特性在通信、导航和雷达等方面已逐渐得到应用.为了有效控制电磁波的极化状态, 本文设计了一种基于开口环结构的人工异向介质.该人工异向介质由开口环结构,电介质基底和金属背板组成, 可以将入射的线性极化波完整地转换为圆极化波,椭圆极化波以及和入射波极化方向垂直的线极化波. 本文通过实验和仿真验证了本文的设计,实验结果和仿真结果符合较好.     

A low-frequency wideband metamaterial absorber based on a cave-disk resonator and resistive film

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.     

基于超材料与电阻型频率选择表面的薄型宽频带吸波体的设计

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.     

Ni添加量对FeCoNiB-SiO_2薄膜电磁性能的影响

采用RF溅射工艺制备了FeCoNiB-SiO2系薄膜。研究了Ni添加量对该种薄膜微结构和电磁性能的影响。结果表明,添加适量的Ni有利于FeCoNiB-SiO2薄膜获得优良的微波电磁性能。通过控制Ni的添加量,可以得到在GHz频段同时具有高磁导率和高损耗的薄膜样品,其磁导率实部μ'和虚部μ"在0.5~2.0GHz的宽频带范围内分别大于240和100,在2.1GHz处更是均大于400,其电阻率也达到了868×10–6?·cm。该薄膜可应用于微波吸收材料或抗电磁干扰的设计中。     

X波段柔性编码超表面设计与RCS缩减研究

设计了一种柔性非定向低散射2 bit编码超表面。将4 种具有不同反射相位的基本单元随机排列构成整个相位梯度超表面,其对入射电磁波形成无规则散射,实现RCS 缩减特性。实验结果表明:在频点8.40 GHz处,编码超表面的垂直入射反射率为-13.5 dB,偏离法线-30°-30°范围RCS平均缩减为10.0 dB。进一步的研究结果表明,编码超表面弯曲在直径为7 cm 的圆柱面上,RCS平均缩减可达7.8 dB。该超表面可实现曲面的RCS有效缩减。该柔性编码超表面在天线、电磁隐身等领域具有潜在的应用价值。