摘 要

ABSTRACT………………………………………………………………………II

1. 绪论………………………………………………………………………1
2. CST软件模型设计与使用……………………………………………7
3. 基于纳米天线结构的电磁波吸收体的吸收谱分析……………1

3.1电磁波吸收体的吸收谱 …………………………………………………13

3.2 不同结构参数下电磁波吸收体的吸收谱 ………………………………14

第四章 电磁波吸收体的电场、磁场及电流分布 ………………………20

3.1电场强度分布 ……………………………………………………………20

3.1磁场强度分布 ……………………………………………………………21

3.1电流分布 …………………………………………………………………21

第五章 结论 ……………………………………………………………………22

参考文献…………………………………………………………………………23

致谢………………………………………………………………………………25

基于纳米天线结构的电磁波吸收体研究

摘 要

本次课题以纳米天线结构的电磁波吸收体为研究重点，研究由金属-介质-金属组成的三明治结构的电磁波吸收效应。该结构的底层有金属板（铝）组成，中间是介质层（玻璃），而上层由矩形金属（铝）块阵列（即：天线阵列）组成，为亚波长结构。研究的波段为微波与近红外波段相交叠的波长范围。这一结构预计可以产生电磁波吸收效应，即：吸收谱中存在吸收峰，在吸收峰处可接近完美吸收。基于初始结构尺寸，通过改变结构的结构参数，研究不同的几何尺寸对该结构的吸收峰的峰值频率以及峰值吸收率的影响，从而实现完美吸收。这一结构既具有理论意义，又可以用作高性能的、主要用于军事上的电磁波吸收体。

关键词：纳米天线结构 电磁波吸收体 金属-介质-金属三明治结构 亚波长结构

Research on Electromagnetic Wave Absorber Based on Nano Antenna Structure

Abstract

We demonstrated that the electromagnetic wave absorber of the nano-antenna structure is metal-medium-metal sandwich structure，which can generate electromagnetic wave absorption effect. The bottom layer of the structure is composed of a metal plate (aluminum), the middle is a dielectric layer (glass), and the upper layer is composed of a rectangular metal block array (an antenna array), which is a sub-wavelength structure. The wavelength range is at the intersection of the microwave band and the near-infrared band. This structure can generate electromagnetic wave absorption effect, in the absorption spectrum, there is an absorption peak which is close to perfect absorption. In order to achieve perfect absorption, we can study the effect of different geometries on the frequency and absorptivity of the absorption peak of the structure by changing the structural parameters of the initial structure. Not only is it theoretical, but also it can be used as a high-performance, military electromagnetic wave absorber.

Key words: Nano antenna structure; Electromagnetic wave absorber; Metal-medium-metal sandwich structure; Sub-wavelength structure

第一章 绪论

1.1电磁波吸收体

电磁波吸收体（electromagnetic wave absorber）是一种通过与入射电磁波的电场或磁场相互作用，降低电磁波反射率，并把电磁波能量转化为焦耳热和其他能量，从而几乎全部吸收入射电磁辐射的器件或装置。由于电磁波吸收体具有对电磁波的高吸收率、低反射率的特性，因此电磁波吸收体有着很高的军事价值，它可用于军事设备和军用飞机的隐形，使敌方雷达无法探测到这些军事设备和飞机。

按电磁波吸收的物理机理，电磁波吸收体可分为干涉型、吸收型、谐振型和等离子体型电磁波吸收体。其中干涉型电磁波吸收体是利用入射电磁波与在不同介质界面间产生的反射电磁波的多次干涉原理，相互抵消，降低电磁辐射；吸收型电磁波吸收体是利用吸波材料的自身的磁导率与电导率等特性参数，可与入射电磁波相互作用从而降低电磁波反射率，达到吸收效果；谐振型电磁波吸收体是入射电磁波与一定尺寸的谐振腔结构之间在特定频率下产生共振，从而吸收入射电磁波；等离子体型电磁波吸收体是由于在电介质-金属的界面上，金属中的光子和电子可在该界面上形成等离子体，利用界面上等离子共振效应来衰减入射电磁波能量或者是入射电磁波发生畸变。

按电磁波吸收体所使用的材料形态，可把电磁波吸收体分为涂料、贴片和结构型材料等。本次课题是通过设计结构性电磁波吸收体来实现电磁波吸收效应，而完成该吸收体主要有以下四个步骤：（1）根据材料的自身的电导率、磁导率、介电常数等物质特性，选择合适的介质以及金属材料；（2）依照对何种入射电磁波进行吸收，确定吸收体结构以及尺寸参数；（3）利用软件模拟电磁波环境，研究对吸收体的反射系数或者透射系数大小的影响因素，确定吸收体峰值吸收率对应的吸收频率；（4）将模拟计算的理论值与实际情况进行研究比较。

近几年，随着电子仪器与设备的频繁使用，外界电磁波会影响精密仪器的测量，而电子设备的自身电磁辐射也会使设备数据被窃取。当人体过多地暴露在恶劣的电磁波环境下，电磁波也威胁着人体健康。当人体受电磁波严重辐射时,会出现头疼、呕吐、乏力等不良现象，甚至对人的生育能力也有着巨大危害。电磁污染已成为当代的主要污染之一，外界环境中多余电磁波可被电磁波吸收体吸收转化，从而实现电磁屏蔽和对人员的电磁防护等。随着科技的不断进步，电磁波吸收体可广泛地应用在光伏电池、紫外线防护、光电传感、以及热辐射仪等多个领域。总之，电磁波吸收体在军事安全、科技发展、数据安全、人类健康等各个方面有着重大的意义。

1.2电磁波吸收体研究及发展

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