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1. 研究目的与意义及国内外研究现状

电磁吸波材料作为一种有效的隐身手段已成为当今世界各国重点开发的军事高新技术之一[1]。吸波材料是指能够吸收入射电磁波能量，并将其转化成热能或者其他形式的能量而损耗掉的一类材料。基于其对电磁波的高吸收、低反射特性，吸波材料被广泛应用于军事目标隐身、电磁屏蔽和防护等领域［2］。但其吸收频段窄，厚度难以控制以及成本高等问题限制了它的应用。它通过设计材料的关键物理尺寸，设计电磁谐振结构，使之能与入射电磁波的电磁分量产生耦合，从而对特定频带内的电磁波实现 100% 的完美吸收。在进行模拟和分析模拟结果的过程中，了解吸波体的吸收率，等效介电常数和等效磁导率等之间的关系，设计出最优的吸波结构单元。

国内外研究现状

在过去的十余年间，超材料作为一种新型人工电磁材料，由于其具有超常的物理性质，得到了广泛的关注[3]。随着传统的涂覆型以及结构吸波材料因为厚度大、质量大、不易调节等缺点难以实现较高的吸波效果。超材料吸波体是一种新型的人工设计的吸波材料。因其厚度薄、质量轻、易调节等优点引起广大学者的关注。超材料吸波体是2008年Landy 首次提出来的。该吸波体采用“三 明治”结构，周期单元结构由上层金属谐振环、介质损耗层和底层不连续金属导线组成。该超材料吸波体的表面阻抗仅能在谐振频率附近窄频带内与自由空间达到阻抗匹配，因此吸波带宽一般很窄。在宽频超材料吸波体设计方法方面，可以分为三大类。1）通过对单元结构的设计，使得多个谐振 叠加在一起整体产生宽频吸收效果。2）依据电磁波的反射相消原理，采用多层超材料结构，通过调节每层超材料结构使吸波单元有理想的折射参数，从而实现宽频吸收。3）在结构设计的基础上，引入电阻膜、表面电阻等，使超材料在较宽频带范围内与自由空间形成阻抗匹配，从而实现宽频吸波。此类超材料以电阻损耗为主[4]。随着科学技术的发展，电磁环境越发复杂，对装备隐身提出了功能化、智能化的需求。“死板”的多频、宽频吸波材料都不能满足未来的切实需要。超材料吸波体的研究方向逐步转向智能化。现有研究中主要通过加载智能元器件、材料智能和机械辅助可调来实现智能吸波。国内主要集中在FSS对复合材料厚度的影响等方面；而国外则主要集中在通过调整FSS特性来改善材料吸波性能方面[5]。

2. 研究的基本内容

本课题着重于研究超材料吸波体的优势及尚存在的问题；对超材料吸波体的电磁特性，性质等方面的理论研究；设计超材料吸波器的基本结构单元，在结构设计方面，将由二维拓展到三维，以充分发挥超材料的电磁参数调控作用；通过对超材料吸波器的模拟，仿真以及分析结果来掌握研究吸收率与结构单元各参数的变化关系，最终达到多频、宽频及调频吸波效果。

3. 实施方案、进度安排及预期效果

实施方案：在了解一定理论知识的基础之上，通过充分的文献调研，分析超材料吸波体的优势和尚存在的问题以及电磁特性，性质等方面的理论研究；用hfss三维电磁仿真软件对已设计的超材料吸波器结构进行模拟，在模拟的过程中学会使用hfss软件的同时也要学会设计基本结构单元，掌握结构单元各参数的变化关系。进行仿真，分析结果，寻求最优的吸波结构单元，最终顺利完成课题研究。

进度安排：

4. 参考文献

［1］ [1]庞永强. 电磁吸波超材料理论与设计研究[d].国防科学技术大学,2015.

［2］ [2]院伟,杨进,王一龙,李维,官建国.宽带吸波超材料的研究进展[j].材料导报,2016,30(21):104-108.

［3］ [3]白正元,姜雄伟,张龙.超薄电磁屏蔽光窗超材料吸波器[j].光学学报,2017,37(08):251-259.