超常材料增强和调控微波吸收材料吸收特性研究

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1、1739938学校代号:10532学号：S07101074级:湖南大学硕士学位论文超常材料增强和调控微波吸收材料吸收特性研究学位申谓人姓名:卿勇军导师姓名及职称:邹艳红副教授培养单位:计算机与通信学院专业名称:信息与通信工程论文提交日期:2010年4月12日论文答辩日期:2010年4月24日ResearchoftHeniicrowavFabsorption^roperties^fmicrowaveabsorbingmaterialenhancedandtunedbymetamaterialsbyQINGYongjunB.E.(HunanCityCollege)2007Athesissubm

2、ittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringin•InformationandCommunicationEngineeringinthe■■■•GraduateSchoolofHunanUniversitySupervisorAssociateProfessorZOUYanhongApril,2010学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取•得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。

3、对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期：be年r月s日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被査阅和借阅。本人授权湖南大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1、保密口，在—年解密后适用本授权书。2、不保密回。（请在以上相应方框内打“0）作者签名:且期4-加（。年」■月6日导师签名：仿》fi期：“io年r月〃日微波

4、吸收材料不论是作为最有效的国防武器装备隐身材料，还是作为各种民用与军用灵敏度极高的电子设备和电子仪器的抗电磁波干扰材料(EMI)都越来越受到重视，国内外研究学者对此一直保持着较高的研究热情.但无论是国内外应用多年的炭黑、铁氧体、金厲微粉、多晶铁纤维，还是近年来发展的以纳采材科为代表的新型微波吸收剂，仍存在隐身频带窄、吸波能力不够强.涂层较厚.面密度较大以及吸波频段难以调控等缺点，因此研制新一代轻、宽、低.强及可调控的吸波材料成为当前研究的热点。本文提出利用超常材料来增强和调控常规微波吸收材料的微波吸收性能•超常材料是自然界不存在的通过人工合成的人造介■■■■・•9W■■■••・■•■■•—

5、I'•—■■■■••••••*■■■••••••-*■°•••—•*质，其具有自然介质所不具有的奇异特性，如负的等效介电常数和负的等效磁导率。此外，超常材料的共振频率可以通过改变它的形状、结构.尺寸.和排列方式进行调节。本文提出三种基于不同结构的超常材料，用以增强和调控微波吸收材料的微波吸收性能。第一种为基于开口谐振环〔SRRs)和金属线结构的趙常材科，将此种超常材料覆盖于常规微波吸收材料拨基铁粉的表面,通过仿真和实验结果表明,利用此种结构可以增强微波吸收材料的反射损耗，同时可使微波吸收频段向低频方向移动.当电磁波垂直极化且电场方向平行金属导线时，吸收峰位由6GHz移至4・8GHz附近，低

6、于・10dB的频段也由原来的5~7GHz移至4.2%2GHz・当电磁•■••••••••••••••••■•••••■•••••••••••波平行极化时，分别在4.8GHz和7GHz附近出现2个吸收峰，反射损耗低于・10dB的频段范围为4〜9GHz,带宽达到5GHz°仿真结果表明SRRs结构产生的磁共振和金属线产生的电共振是增强和调控微波吸收的主要因素。第二种为基于金属短杆对结构的超常材料，将此种超常材料嵌入到常规微波吸收材料拨基铁粉涂层之中，类似于三明治的方式，通过仿真和实验结果表明，相比基于SRRs结构的超常材料而言，此种结构可以更显著地增强吸收，反射损耗低于・10dB的频段由原来的5

7、〜7・4GHz移至3.9〜9・4GHz。此外，微波吸收性能可以通过改变短杆的尺寸、排列方式以及层数进行调节。第三种为基于金属圆片对的超常材料，超常材料和拨基铁粉涂层采用和第二■■■■■■■■■■■■■■•■■••••■•■•••■••••••***■■■•*■°种结构相同的组合方式，从数值模拟结果来看，其反射损耗低于JOdB的频段为5.4-11.7GHzo此外，通过仿真结果表明，此种结构与入射电磁波的偏振无关,同时，微波