基于单极子结构的电磁吸波器研究

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电磁吸波器作为常用的电磁屏蔽,电磁隐身材料,在天线暗室、通信测试、反侦查、抗干扰等各种民用、军用方面都有非常重要的价值与意义,近年来随着超表面的研究,结构式电磁吸波器也一同迅猛发展,学者们对电磁吸波器的工作带宽、结构剖面、极化、角度稳定性、多功能性、天线集成性等多方面进行了大量的研究,在这些方面取得了丰富的成果。此外还提出了多种吸波器的设计方法,目前常规吸波器的研究已经非常成熟了。然而大角度吸波特性是当前的一个瓶颈,随着入射角度的增大,大多数吸波器的吸波特性会急剧恶化,具有宽角域特性的吸波器往往又是谐振式的窄带结构。现在几乎没有同时具有宽带与宽角域特性的电磁吸波器。本文调研了国内外电磁吸波器相关文献,重点分析了大角度吸波器的设计方法,总结了已有文献中的不足,并在其基础上进行改进和完善,创新性地提出了一种新的吸波器设计方法,并且成功地突破了现在的瓶颈,设计了多种具有大角度、宽角域的宽带电磁吸波器,本文的主要研究工作及创新点如下:一、基于本团队提出的天线阻抗互易性的电磁吸波器设计方法,本文进一步提出了基于天线辐射方向图互易性的电磁吸波器设计方法,实现了具有特殊“吸波方向图”的电磁吸波器,并从天线阵列的角度,分析比较了天线阵列与吸波器阵列的相同与不同点。二、采用上述的设计方法,利用单极子天线大角度辐射的特性,设计了一种具有大角度吸波特性的宽带电磁吸波器。从天线的角度对该结构进行了研究分析,并引入宽角匹配层的结构,进一步扩展了该结构的工作带宽,实现了一种具有超低剖面的针对大角度的宽带电磁吸波器。此外,还对大间距阵列的盲点特性进行了研究,验证了吸波器阵列在盲点处,无法吸波的特性。三、在所设计的单极子吸波器的基础上,结合小角度吸波器,先设计了一种低剖面的窄带吸波器,实现了窄带范围内的宽角域吸波。又利用偶极子的宽带吸波特性,结合单极子吸波器,实现了一种宽带、宽角域的电磁吸波器。最后根据紧耦合原理,设计了一种T型紧耦合电磁吸波器,对其表面电流进行分析研究,实现了一种超宽带的宽角域电磁吸波器。
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