超材料吸波器具有近乎完美的电磁吸波特性，可广泛应用于隐身、成像和传感领域。现代社会中，油类物质应用更加广泛，被水污染的现象频频发生，催生了对乳化油快速无损检测需求。本文通过设计超多带和超宽带高性能吸波器，探索电磁谐振机理，指导后续传感器的构造过程，并对乳化油含水率进行了传感研究。
　　（1）超多带吸波器设计
　　仅利用简单三明治结构和单图案谐振器，可激发新奇谐振模式实现五频带吸波目的。吸波性能可由极化角、电介质层厚度、谐振器结构尺寸等因素灵敏调节。改变谐振器的部分参数，可激发额外的谐振模式形成六频带吸波器。吸收峰来源于LC谐振、偶极子谐振、四偶极子谐振和高阶谐振等模式的联合。这种利用单图案谐振器激发超多谐振模的思路为超多带吸波器的设计提供了很好的借鉴方法。
　　（2）超宽带吸波器设计
　　通过在单层宽带吸波器基础上构建岛型类吸波器结构，实现高性能超宽带吸波器设计。原始单层宽带吸波器利用四个外轮廓相同、基底高度不同的开口环，在1.82THz到3.7THz频段范围内达到98%以上的完美吸波，半高宽（FWHM）高达102.3%，优于由多种嵌套谐振器组成的宽带吸波器。利用联合吸波器思想，在原始结构基础上，构造新的类吸波器。类吸波器置于开口环内侧，最大限度规避耦合作用对原始吸波性能的影响，成功激发一阶磁谐振模式，于原始带宽高频处精确增加新的吸收峰，半高宽增加到139.7%，实现了超宽带设计目标。
　　（3）乳化油含水率的超材料吸波传感器
　　基于对超材料吸波器的理解，设计一款工作在 X波段的原始吸波器。通过机理分析，确定强谐振区域，指导微流道的布局。提出谐振器的等效电路，利用ADS软件进行仿真，成功推导出频点与介电常数的函数关系式，验证传感检测的可行性。加载微流道层，注入被测乳化油媒质，改变原始电介质层中的诱导电场，实现频点的偏移，可作为表征介电常数变化的指标。利用全套实验平台，制作传感器样品，反复进行实验，能稳定对不同含水率乳化油进行传感测试。对结构参数进行误差修正，所得到的实验结果与仿真具有高度一致性，具有良好的线性趋势，实现了高灵敏度探测性能。