如今,电磁波不管是从微波还是到光学频段,都有着广泛的应用,大到军事国防领域,通过雷达探测目标,小到人们日常生活中传递信息的载体。伴随着电磁波研究的不断发展,电磁波的危害也逐渐显现出来,比如电磁污染对人体的辐射,电磁干扰对通讯设备的影响,尤其是对于现代信息化战争,暴露与敌方雷达的视野之中是十分危险的。因此,吸波材料的研究就显得格外重要。吸波材料就是可以实现对入射电磁波的吸收,达到降低反射的效果的电磁功能材料。传统的吸波材料,如Jaumann吸波体和Salisbury屏,是将有耗薄膜贴在距离背后金属板1/4波长厚度的介质上,形成驻波使能量局限于介质中,通过表面有耗薄膜与介质的损耗达到吸波。然而使用这种结构,对于低频段的电磁波面临厚度太大,有悖于如今吸波材料“轻、薄、宽、强”的发展趋势,所以我们不仅仅局限于传统的二维结构,而是将吸波材料的设计拓展到第3个维度,研究层状三维亚波长宽带吸波材料。本文在前人的基础上,着重研究了层状的三维亚波长宽带吸波材料,针对重量轻,厚度薄,拓展吸收带宽以及强吸收等的要求,主要研究并设计了三款新型的亚波长吸波结构,并利用参数优化仿真优化其吸收效果,主要研究工作和总结如下:1.研究并设计了一种基于频率选择表面的,具有频率可调透波窗口的新型亚波长吸波材料,我们采用三明治结构,将电阻型频率选择表面与金属型频率选择表面相结合,分别附着于电介质基底两侧,从而达到对于X波段与Ku波段的电磁波良好的吸收效果,并且在该吸波频带内存在一高传输性能的透波窗口,并且通过对于金属FSS的结构参数进行调整,可以达到透波频率可调的目的。并且通过在FSS上加载变容二极管等集总元件,可以实现电可调的优势。该具有透波窗口的吸波材料的研究,对于隐形雷达天线罩等应用具有重要的意义。2.研究并设计了一种基于开口金属谐振环的低频亚波长三维吸波材料。单个SRR环可以等效为一个LC谐振电路,谐振频率是由其结构参数所决定的。单个SRR环在其谐振频率处有一个窄带的强吸收峰,为了拓宽其吸收频带,我们将多个不同尺寸的SRR环在垂直方向排列成类似金字塔结构,从而实现多个吸收峰的叠加,通过调节结构参数以及每层的厚度,将不同的谐振峰聚合在一起,形成宽带的强吸收结构。研究了 SRR环的排布方式对降低其谐振频率,增强其谐振强度等的影响,实现一个三维亚波长低频吸波结构。3.研究并设计了一种基于铁氧体与损耗材料的三维超宽带吸波结构,通过使用螺旋形环状损耗材料构造宽带吸收,为了进一步降低其吸收频带,在该三维结构与金属背板之间加入一层铁氧体,将低频拓展到500MHz,达到低频宽带亚波长吸波结构。进一步的,我们通过将螺旋环优化为层状结构,保持其吸收效果,并且利于进一步的实验验证。