论文部分内容阅读
2008年,N.I.Landy等人首次使用一个对称金属环作为介质的贴片,金属线条作为介质底板通过周期排列的结构,从实验上实现了微波波段完美电磁超材料吸波器。此后,基于电磁超材料的吸波器成为吸波材料的研究热点,并得到了广泛应用。但是目前超材料吸波结构主要工作在微波波段,而太赫兹频段的研究较少,尤其是宽带吸波结构。本文主要通过CST电磁仿真软件设计了两款不同特性的吸波器,并就其中一种结合太赫兹微带天线讨论了天线在加载吸波器以后天线雷达散射截面RCS缩减的问题。本文主要工作如下:(1)使用导电玻璃ITO代替传统金属作为吸波器顶层的谐振单元的材料,设计了一种基于回形环结构的ITO太赫兹宽带透明吸波器。在频率为0.38 THz～0.58 THz的范围内,发现吸收率均在80%以上。相比基于金属的吸波器结构,是高度透明的,因此不会破坏被加载物体的外观。此外,它还具有宽角度入射,极化不敏感等优点,当电磁波垂直入射时,TE极化与TM极化时对应的吸收性能相同。(2)设计了一种基于锯齿状的金属结构太赫兹极化不敏感的宽带吸波器,在TE和TM极化下均具有超宽带吸收的特点,且当入射波频率在3.55 THz～5.21 THz的范围内时,吸波器的吸收率始终保持在80%以上,在3.65 THz和5.05 THz处更是接近100%。此外,该结构的一个优点是采用锯齿凹槽来保证多个吸收峰,由于不需要不同尺寸金属环的谐振叠加因此贴片更为紧凑。(3)将宽带吸波器与太赫兹微带天线相结合实现了天线RCS的缩减。基于加载吸波技术的天线RCS缩减研究已经在微波波段被大量设计和实践。但是对于太赫兹天线的RCS缩减,目前缺少相关探索。基于此现状,本论文设计了一款太赫兹微带天线,其工作频率为0.53 THz,并在其介质板上加载了基于回形环的ITO太赫兹吸波单元。仿真了天线在加载吸波器前后的RCS变化,证实了加载吸波器后天线RCS得到缩减,最大缩减达15 dB,并从理论角度进行了分析。