摘要：更宽的工作频带和更低的雷达散射截面(radar cross section,RCS)一直是低可探测领域研究的热点,然而这两者往往难以兼顾.鉴于此,本文提出了一种幅相同调的吸波-对消RCS减缩超表面,通过在宽带范围内同时设计两个单元的反射相位和反射幅度,使目标RCS在空间域和能量域分别获得10 d B以上减缩,从而通过叠加获得20 d B以上的宽带RCS减缩.仿真和实验结果表明,在两种极化下,幅相同调的吸波-对消RCS减缩超表面可以在6.10—12.15 GHz频带范围内获得20 d B以上的RCS减缩效果,同时10 d B减缩带宽为4.3—14.2 GHz.所设计的超表面具有减缩幅度大、减缩频带宽、质量轻、单层结构、极化稳定性好、柔性易共形等优点,有望为低可探测材料研制以及低可探测装备性能提升提供新的技术途径.

摘要：吸波超材料由于其独特的电磁特性,在过去十几年内成为吸波功能材料领域的研究热点。本文通过对近些年吸波超材料报道的归纳总结,对吸波超材料的研究进展进行介绍。经过多年来的发展,吸波超材料从最初的单一功能窄频段吸波特性逐渐向宽频带、宽角度入射、可智能调节等多功能方向发展,而在吸波频段的研究也由微波频段扩展至太赫兹、近红外、可见光等频段。对不同类型的吸波超材料分别进行介绍,对于不同特点吸波超材料的制备、设计方法和工作原理进行总结,最后对吸波超材料的发展方向进行了展望。

摘要：针对吸波材料向工程应用方向发展需具备轻质和宽带吸波的关键需求,提出了一种有损谐振结构和功能化介质层调控的多层级复合异质异构吸波超材料,通过对介质层进行仿生结构化设计实现吸波超材料轻量化和宽带吸波性能。将热塑性聚合物材料和银铜合金复合制备了特定电导率的复合材料,通过优化银铜合金重量比和复合材料的打印工艺实现了谐振结构电导率的精确控制。基于此,设计了两层有损谐振结构层来调控宽带阻抗匹配和欧姆损耗,利用双材料熔融沉积3D打印工艺实现了多层级异质异构吸波超材料的可控制备。所制备的吸波超材料等效密度为0.3 g/cm3,电磁性能测试结果表明在垂直入射条件下,吸波超材料在3.8~19.24GHz频段实现了高效吸波性能。同时,电磁波在横电波(Transverse electric,TE)和横磁波(Transverse magnetic,TM)模式下、入射角在50°范围内时,吸波超材料都具有良好的宽带吸波性能。这种多层级异质异构吸波超材料的设计和制造方法为推动吸波材料向工程应用化方向发展提供了技术支撑。

摘要：高性能超材料吸波结构是近年学术界和工程界研究的热点,它通过单元结构的周期阵列排布形成吸波超材料结构,实现超材料的吸波层与自由空间的阻抗匹配,大幅提高对电磁波的吸收率,在隐形技术、通信天线及微波成像等军事和民用领域具有广阔的应用前景。基于超材料阻抗匹配原理,提出了熔融沉积3D打印技术制备超材料吸波结构的方法,实现了一种由聚乳酸(Polylacticacid,PLA)单元空腔和具有优异电磁特性的蒸馏水复合组成的超材料结构的精确设计与制造,获得了在8.2~30.0GHz电磁波频带内具有90%以上吸波率的高性能超材料吸波结构。研究表明该超材料结构还具有良好的极化无关和宽角度吸波特性。所设计制造的超材料吸波结构具有性能强、厚度薄、质量小等诸多优异的特性,为推动高性能吸波结构的深入研究提供了一种新的思路。

摘要：通过吸波体内导电媒质的“孤岛”化设计，制备了单层非连续体平板吸波材料，并分析了不同炭黑含量和不同试样厚度对吸波效能的影响以及电磁波的损耗机理。发现随着CB／ABS颗粒中炭黑含量和试样厚度的增加，在8～18GHz频段内，非连续体试样的反射损耗增加。当炭黑质量含量达到30％时，平板的反射损耗在8．5～18GHz宽频范围内都超过-10dB，在15～18GHz均高于-15dB。当试样厚度达到20mm时，其反射损耗在8～18GHz频率范围内超过-15dB。结果表明，非连续体试样较热压致密试样吸波效能有较大提高，是很有潜力的吸波结构。

摘要：单层致密平板吸波材料除几个特殊的吸收峰外，很难在较宽的频段达到理想的吸收效果．通过在吸波体内导电媒质的“孤岛”化设计，制备了单层非连续体平板吸波材料．测试结果表明，在8～18GHz频段内，热压平板媒质只出现两个特征吸收峰值，含炭20％吸收效果最好，但超过10dB的有效频段只有约1GHz．而非连续体平板吸波材料由于和空间波阻抗的良好匹配以及内部“孤立”颗粒对电磁波的散射和吸收衰减，其反射损耗有较大提高；而且随着平板试样中“孤立”颗粒炭含量的增加，平板对电磁波的反射损耗也增加，当炭含量达到30％时，平板的反射损耗在8．5～18GHz宽频范围内都超过10dB，有效频段在10GHz以上．

摘要：基于电阻型频率选择表面,通过遗传算法进行拓扑优化的方法,设计了一种具有超宽带、轻质、宽入射角和极化不敏感特性的超材料吸波体,该吸波体的吸收率在90%以上的带宽为3.4-23.2GHz,相对带宽高达149%,并且针对TE极化,当入射角增加至55°时,吸收率均仍保持在80%以上;对于TM 极化,该吸波体保持90%以上吸收率到70°.由于采用聚氨酯泡沫作为基体,该吸波体面密度仅为0.35/cm^3.设计的超材料吸波体具有易于实现的特点,具有良好的应用前景.同时该拓扑设计的方法还可应用到左手材料、频率选择表面的超材料设计中.

摘要：为了研究电磁参数和涂层的厚度对单/双层吸波材料的吸收性能的影响,以期制备出具有良好的电磁匹配特征的吸波材料,利用通过单/双层吸波涂层内电磁波传播的理论机制,计算机模拟技术,分析了涂层厚度、电磁参数及频率变化对材料的电磁波吸收性能影响的规律.同时提出了双层吸波材料设计中厚度匹配和阻抗匹配等基本原则.结果显示,随着厚度的增加,吸波材料对电磁波的吸收峰向低频移动,并且相继出现多个吸收峰.当电磁匹配常数M=0.25时,涂层材料展现了很好的吸波性能.对于双层吸波材料,阻抗渐变原则和厚度匹配规律直接影响到其吸收性能.

摘要：随着信息技术的发展,电磁污染问题日益严重,开发具有“薄、轻、宽、强”特性的高性能吸波材料成为当务之急。石墨烯高电导率、高比表面积、低密度的优良特性受到研究人员的广泛关注。为解决单一石墨烯材料易引起的阻抗失配及损耗机制单一问题,引入其他组分制备多元复合材料,改善阻抗匹配、创造多样化的损耗机制是通用的设计方案。本文简要讨论了吸波机制,分述了介电型、磁复合型、有序型、压力诱导型4个类别,并通过材料选择(金属、陶瓷、铁氧体、导电聚合物、生物质材料等)、结构设计、机制分析等角度,结合领域内近年来的研究成果,总结了石墨烯基气凝胶吸波材料的研究进展,并对未来研究方向进行展望。

摘要：基于三维立方周期阵列结构,以乙炔炭黑为吸波剂,设计了一种具有宽频特性的石膏基吸波材料。HFSS(High frequency structure simulator)仿真结果显示,三维周期阵列单元的边长、高度、基层厚度及炭黑质量分数会对材料的吸波性能及有效频段产生显著影响。试验结果显示,对于周期阵列单元边长为10 mm、高度为5 mm、基层厚度为10 mm、炭黑含量为2%的试样,其在4.2~18 GHz范围内的反射率低于-10 dB,有效频带宽度可达13.8 GHz以上。试验结果与仿真结果具有较高的吻合度。该材料的电磁波损耗主要来自于乙炔炭黑的电阻损耗和三维周期阵列的结构效应。