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随着现代技术的快速发展,电磁干扰成为人们越来越关注的一个热门话题,因而针对屏蔽或消除电磁干扰的方法和技术逐渐成为学者们的研究重点。其中,电磁波吸收体可以将入射波通过某些物理作用把电磁波能量转化为热能等形式,从而阻止其进入电子设备的内部。此外,电磁波吸收体在国防科技中也扮演着十分重要的角色,在现代战争中的作用日益凸显,譬如用于防御目的雷达吸波材料,或者通过降低周围的环境噪声来提升攻击性雷达的性能。因此,电磁波吸收体的研究也成为近年来的一大研究热点。针对现代电磁波吸收体“薄”、“宽”、“轻”、“强”的应用需求和发展趋势,本论文围绕高性能的吸收体,提出低剖面宽带技术以及快速设计优化方法,并将其应用到几种新型的宽带微波吸收体的设计当中。论文的主体内容可以概括如下: 1.吸收体的测试方法研究:对吸收体的常用测试方法进行了如下较为深入的研究,(a)搭建一个自由空间测试平台,增加传统拱形法测试的灵活性;(b)搭建一个横电磁波小室测试平台,可以用来测试吸收体和频率选择表面,造价低,可靠性高。(c)提出两个测试系统的校准和数据提取的方法,并进行了实验验证。 2.基于等效电路的微波吸收体快速设计方法:提出一种快速、高效设计优化吸收体的方法一等效电路结合优化算法。(a)以方环阵列为例,提出基于方环阵列的微波吸收体的等效电路,并基于合成渐近线法推导吸收体的阻抗计算公式;(b)提出一种以宽带为目标的吸收体优化设计流程;(c)基于优化设计方法,提出一种多层的宽带方环吸收体。优化设计的时间短、精度高,并且极化、斜入射性能稳定,充分验证了这种设计方法的有效性。 3.基于容性表面的宽带低剖面吸收体设计方法的研究:基于容性表面结构,提出一种有效的低剖面宽带吸收体设计方法。(a)提出一种通过降低吸收体工作频带来实现低剖面吸收体的技术。基于逆向阻抗分析方法,提出容性表面的概念并分析其在低剖面设计中的应用;(b)提出基于半波缝隙阵列的容性表面,通过引入多模谐振实现宽带设计;(c)提出缝隙折叠的容性表面吸收体,改善其斜入射特性;(d)提出两种多阶对称的容性表面吸收体,其厚度薄、单元尺寸小,并且实现了宽带吸收,验证了容性表面在低剖面宽带吸收体设计方面的优势。 4.具有频率选择特性的雷达吸收体的研究:研究具有频率选择特性的雷达吸收体结构,提出宽带低剖面雷达吸收体的设计方法。(a)基于等效电路的分析,分别提出低通、高通及带通的雷达吸收体的设计思路。(b)基于半波缝隙阵列,提出一种基于容性表面宽带低剖面雷达吸收体;(c)研究宽带及高选择性的频率选择表面,提出通带展宽及通带高选择的雷达吸收体;(d)基于二极管开关电路,提出可切换的雷达吸收体,通过外加电压的控制来打开/关闭通信频段。研究的雷达吸收体可以实现通信和隐身的双重功能,具有低剖面宽带的特性,质量轻且加工方便,具有良好的应用前景。