【摘 要】
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微波吸波体（Microwave Absorber,MA）是一种可吸收其工作频段内的入射电磁波的周期性阵列结构。它被广泛运用于各种电子系统中以提高电磁兼容性（Electromagnetic compatibility,EMC）,以及降低雷达散射截面（Radar Cross Section,RCS）。本文提出了一种基于缝隙耦合结构的三维微波吸波体,以实现宽带吸波特性。此外,本文还设计了一种基于三维带阻
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微波吸波体（Microwave Absorber,MA）是一种可吸收其工作频段内的入射电磁波的周期性阵列结构。它被广泛运用于各种电子系统中以提高电磁兼容性（Electromagnetic compatibility,EMC）,以及降低雷达散射截面（Radar Cross Section,RCS）。本文提出了一种基于缝隙耦合结构的三维微波吸波体,以实现宽带吸波特性。此外,本文还设计了一种基于三维带阻型微波吸波体（Band-notched absorber）的能量选择结构。论文的主要内容如下:1、设计了两款基于缝隙耦合结构的三维微波吸波体。通过结构金属面上的电流分布以及传输线理论分析了电磁波吸收机理,在此基础上通过仿真优化使得输入阻抗与自由空间波阻抗匹配,最终实现了连续的宽带吸波特性。对于提出的单极化三维微波吸波体,缝隙耦合结构可以实现连续的吸波带宽,并且在3.7 GHz-5.9 GHz之间的吸波率高达90%以上。在此基础上改进设计后提出的双极化三维宽带微波吸波体,具有更宽的吸波带宽以及良好的斜入射角度稳定性,并且双极化的设计更加具有工程实用性。通过实际测试也进一步验证该三维宽带微波吸波体能够实现122.7%的相对吸波带宽（Fractional bandwidth,FBW）。2、开展了能量选择表面（Energy Selective Surface,ESS）中各组成部分的工作机理研究。通过仿真分析得到PIN二极管在导通、断开条件下的工作状态,经过对电路模型的进一步优化得到SPICE模型以进行电路仿真分析。研究二极管的SPICE模型可以很好解释空间场环境中的工作机理。运用理论计算分析方法得到金属线在不同空间场条件下的等效电容以及等效电感的近似值。为降低入射电磁波穿过能量选择表面时的能量损耗问题,文中分别提出了两种解决方案。3、研究并设计了一款具有能量选择特性的三维宽带微波吸波体。对吸波体2进行改进设计,可以控制在高功率电磁波入射条件下的吸波体1与吸波体2共同工作并将入射波完全吸收。而在低功率电磁波入射条件下则只有吸波体1工作,带内入射波被完全反射,带外吸收以减小带外RCS。通过文中提出的两种解决方案对低功率电磁波入射条件下的能量损耗问题进行优化,同时研究了不同斜入射角度与启动阈值之间的对应关系。
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