1. 研究目的与意义（文献综述）

随着信息技术的发展，与之密切相关的吸波材料已经被引用到了广泛的领域中，包括通讯、电子、医疗、军事、航空航天等。吸波材料在过去几十年不断向着“厚度薄、质量轻、频带宽、吸收强”的综合目标发展，但是现有的研究表明，传统的吸波材料的性能已经趋于瓶颈，在使用过程中暴露其具有密度大、环境适应性差、厚度厚等缺点。

相比之下，新颖的超材料具有“厚度薄、质量轻、可设计性强”等特点，而受到了吸波材料领域的广泛关注。自采用超材料的“完美吸波器”^[1]问世以来，国内外围绕这种在特定频率具有“完美”吸收性能的吸波器模型做了大量研究。但其窄带的吸收性能极大地限制了它的应用。通过多个结构单元的复合，使得超材料由于多个结构单元所形成的吸收峰的叠加作用一定程度上拓宽了对电磁波的吸波频段，但由于空间和单元相互作用的限制，其频带拓宽效果也十分有限。到了2010年，ye^[5]提出了多层的复合吸波器的模型，才将在某个特定频率吸收强的特点拓展到一个相对较宽的频段范围内。但是这种多层的复合材料由于单层结构复杂、结构层次多导致具有很高的加工难度，并且丢失了超材料“厚度薄、质量轻”的优点。

通常所研究的超材料吸波器属于平面超材料，即其单元处于基体材料的平面内，单元的平面与材料表面平行。虽然具有易制备、吸收强的特点，但其平面的特点限制了单元结构与入射电磁波磁场的相互作用，导致了频段异常狭窄的缺点。通过将超材料结构单元嵌入基体中，并使单元结构所处平面与材料表面呈垂直关系，形成立式的结构，从而可能引入超材料单元与入射电磁波的磁相互作用，扩大吸收带宽，克服平面超材料吸收带宽极窄的缺点。但是，当前所设计的非平面超材料结构仍然不够优化，吸收带宽有待进一步提高。此外，缺乏力学支撑或支撑材料对超材料吸波性能造成了明显的影响也是非平面超材料研究中需要解决的问题。

2. 研究的基本内容与方案

2.1 基本内容

材料制备：以泡沫为基体材料，制备以超材料单元为嵌入体的复合吸波超材料。通过丝网印刷的方法制备超材料单元，继而用机械方法将超材料单元嵌入泡沫基体中，形成复合超材料。

材料表征：对制成的复合吸波超材料进行微波电性能测试和力学性能测试。在微波暗室中，通过矢量网络分析仪对材料进行指定频率范围内（2-18 ghz）的微波吸收性能测试。利用万能材料试验机对其压缩强度、拉伸强度、拉伸模量等力学性能进行测试。

3. 研究计划与安排

第1－3周：查阅相关文献资料，明确研究内容，准备好实验所需要的各种材料，了解研究所需原料、仪器和设备，熟悉超材料设计方法，确定技术方案。
第4－6周：研究环氧真空发泡工艺，掌握环氧泡沫的真空发泡条件与发泡率、发泡质量的关系。制备出需要的泡沫材料
第7－11周：完成超材料结构单元的模拟和制备工作，并初步了解单元尺寸对性能的影响规律，并制备环氧泡沫吸波材料，利用矢量网络分析仪以及相关配件在微波暗室中对其吸波性能进行测试，利用万能材料试验机对其力学性能进行测试。
第12－14周：总结实验数据。

4. 参考文献（12篇以上）

[1]landy n i, sajuyigbe s, mock j j, et al. perfect metamaterial absorber[j]. physical review letters, 2008, 100(20): 207402.

[2]tao h, landy n i, bingham c m, et al. a metamaterial absorber for the terahertz regime: design, fabrication and characterization[j]. optics express, 2008, 16(10): 7181-7188.

[3]landy n i, bingham c m, tyler t, et al. design, theory, and measurement of a polarization-insensitive absorber for terahertz imaging[j]. physical review b, 2009, 79(12): 125104.