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电磁超材料(Electromagnetic Metamaterial)是一类亚波长尺寸的人工周期结构,具有很多自然界中没有的奇异特性,电磁超材料吸波器(Metamaterial Absorber),是一种电磁超材料组成复合吸波材料,是近年来国际电磁领域的研究热点。本文将电磁超材料理论、吸波器设计和应用背景相结合,设计出一款宽带柔性超材料吸波器,一款透射型宽带吸波器和一款非互易型吸波器。本文第一部分研究了宽带电磁超材料吸波器。设计了一款基于高阻表面的宽带柔性可共形吸波器,在6.86-18GHz的频率范围内吸收效率达到90%以上,并具有极化不敏感的优点,并且能够在吸收波段内有效降低雷达散射截面(Radar Cross Section,RCS)。该工作的创新点为:采用柔性基板取代传统的刚性基板,可以实现与复杂形状的物体共形;采用丝网印刷高阻碳浆的办法来取代焊接集总原件的方法,具有环保,节省人力物力便于量化生产的好处;目前基于高阻表面的宽带吸波器的厚度一般为0.2λ0(λ0为中心频率对应的波长)左右,本文设计的基于高阻表面的吸波器相对而言比其他的印刷高阻表面的吸波器更薄其厚度仅为0.1250l,相对带宽更宽。本文第二部分在第一部分的研究基础上引入频率选择表面(Frequency Selective Surfaces,FSS)结构设计出第二款透射型宽带吸波器,在兼顾吸波性能的同时,还在吸收带外实现了一个透射窗口。该工作的创新点为:利用印刷高阻碳浆的方法在较高频段(7-16GHz)实现了对电磁波的宽带吸收,而在较低频段(2.9GHz)获得了一个透射峰,工作时能同时满足较高频段的宽带吸波和低频段的透射功能。本文第三部分研究了一款三维结构的非互易(non-reciprocity)电磁超材料吸波器。该吸波器由两个相互垂直的超材料片层构成,在大角度入射的条件下,对于从不同端口入射的TE极化的电磁波有着明显不同的吸收和透射性能,即非互易现象。该工作的创新点为:大角度入射时,在不同的入射端口参与谐振的超材料结构不同,引起了非互易现象;类似于磁光材料的分析方法,在周期结构中人为引入非对称的结构形成类磁光介质,从而实现不同频段非互易吸收和非互易透射的功能。