随着电子信息技术的发展,电磁吸波材料在武器隐身、辐射防护和太赫兹成像等领域有着广泛的应用前景。然而加工工艺的提升和新型材料制备技术的出现,传统吸波材料的性能已不能满足目前的需求,对吸波材料的厚度、吸波能力、带宽和制备难易度有了更高的要求。超材料是一种人工复合结构,它具有一些特殊的电磁特性,自左手材料被实现,超材料便被学者们广泛关注、应用。利用超材料实现“完美吸波体”之后又有学者设计出宽入射角和极化不敏感超材料吸波结构,可见超材料独特的电磁特性可被应用于吸波材料领域。本文首先介绍传统吸波材料和超材料的研究背景、意义和现状,分析了Salisbury屏和Jauman吸波体吸波原理,然后着重说明超材料吸波结构的研究进展。本文关注如何实现尽量薄的厚度下超材料吸波体宽带吸波性能和研究超材料吸波体的优化设计方法,特别是2-12GHz频段。本文以超材料的等效电路法展开工作,在总结前人工作的基础上,创新的提出多种形状超材料的等效电路:微元法建立圆形、圆环和六边形环等效电路,利用Babinet原理计算互补结构等效阻抗;接着利用神经网络技术计算不规则形状超材料等效阻抗。根据超材料的等效电路模型,建立单层和多层超材料宽带吸波结构等效电路,分析了超材料选型对吸波结构性能的影响;针对宽带吸波性能目标提出基于遗传算法的加入介质电参数的多层级联的优化方法,以该方法得到相对带宽高达130%的双层吸波结构。最后,在Matlab软件的AppDesigner环境中设计编写吸波/透波材料优化软件,该软件有简洁明了的人机交互界面,能够根据吸波能力、厚度、频段和入射角度等输入指标,在超材料选型结束后便可自适应调用遗传算法对相应等效电路进行优化,得到S参数曲线、等效电磁参数曲线。此外,还能够直接将吸波结构导入商业软件HFSS、CST中进行联合仿真。其次,提出一种加快Matlab-CST联合仿真的方法,特别是对已有电磁结构进行迭代优化有效率和稳定性上的提升。