随着电子信息技术的发展,尤其是雷达探测技术与精确拦截打击武器系统的结合,使得所有武器装备在战时面临着非常大的生存威胁^[1-3]。吸波材料作为一种能够有效对抗雷达探测的材料,受到世界各国的高度重视^[4-8]。近年来的一些研究表明,将人工周期结构与传统的吸波涂层复合构成的周期结构吸波材料有望成为新一代隐身材料^[9-14]。目前,有关周期结构吸波材料的研究大都是从以下两个方面进行:一是将周期结构与树脂基材料复合,这类吸波材料虽然具有较宽的吸波频带,但是其耐温,耐腐蚀和强度等性能不是很好;另一类是使用各种类型的二维或三维周期结构与金属复合,这类材料虽然具有很强的谐振吸波峰,但是通过纯金属构成的三维周期结构加工复杂,成本高^[15-19]。陶瓷涂层相对于树脂材料具有耐高温,强度高等优点。相对于纯金属周期结构,工艺成熟而且兼具耐腐蚀和高温等优势,但是吸波频段较窄。因此需要研究周期结构与陶瓷涂层复合,提高陶瓷涂层吸波性能的可行性和潜力。采用大气等离子喷涂技术制备涂层,不仅操作工艺简单,效率高,而且涂覆方便,成本低^[20-25],是工业上常用的陶瓷涂层制备方法。为此,本文以周期结构和吸波涂层的复合为研究对象,采用大气等离子喷涂技术制备了一系列不同组分的陶瓷涂层,分析了陶瓷涂层的介电性能和吸波性能,再利用HFSS（High Frequency Structure Simulator）软件设计、分析了不同特征周期结构对陶瓷涂层吸波性能的影响,最终优化出了在X波段吸波性能较好的吸波材料。主要工作和结论如下:通过大气等离子喷涂技术制备了Al₂O₃/TiO₂涂层,对涂层的微观形貌和物相组成等进行表征,对涂层的介电性能和微波吸收性能进行研究;之后选择吸波性能较好的陶瓷涂层样品,设计了一种基于该涂层的圆形周期结构吸波材料,研究了圆形单元的结构参数对该涂层反射率的影响,利用遗传算法对该周期结构吸波材料的反射率进行优化。研究结果表明:该涂层的微观形貌呈现出典型的层状陶瓷涂层形貌,随着TiO₂含量的增加,涂层的介电常数逐步增大,微波吸收性能逐渐增强。而通过设计的圆形周期结构很大程度地提高了涂层的吸波性能。当电磁波入射角在0到30°之间时,该周期结构吸波材料表现出比较稳定的吸波性能。通过大气等离子喷涂技术制备了CrTiO（Cr₂O₃/TiO₂）涂层,对该涂层的微观形貌,物相组成,介电性能和微波吸收性能进行了表征和分析,之后选择了吸波性能较好的样品,设计了一种由圆形和四个正方形耦合的周期结构吸波材料,研究了正方形贴片、圆形贴片对该涂层反射率的影响,利用遗传算法对该周期结构吸波材料的性能进行了优化。研究结果表明:随着Cr₂O₃含量的增加,该涂层的介电常数实部和虚部不断的增大,并且具有较小的磁导率,吸波性能也随之增强。通过耦合周期结构的方法提高了涂层的吸波性能,对电磁波的吸收是由正方形金属贴片和圆形金属贴片与下方涂层的共同谐振作用产生,并且正方形金属贴片的电磁吸收作用大于圆形金属贴片。与之前设计的基于Al₂O₃/TiO₂陶瓷介质含圆形周期结构表面相比,涂层厚度更薄,但是吸波强度不如前者,并且在极化波入射下,该周期结构吸波材料的吸波稳定性也不如前者。通过大气等离子喷涂技术制备了LaSrMnO₃/Al₂O₃涂层,对涂层的微观形貌和物相组成进行了分析,研究了该涂层的介电常数和微波吸收性能。之后选择吸波性能较好的涂层,设计了一种基于该涂层的由正方形周期结构组成的吸波材料,研究了周期结构参数对含该涂层反射率的影响。研究结果表明:随着LaSrMnO₃含量的增加,该陶瓷涂层的复介电常数逐渐增大;反射率曲线中的吸收峰逐渐向低频移动,最小反射率数值逐渐降低。当加上正方形周期结构之后,该涂层的反射率在X波段逐渐呈现出双吸收峰结构;相对于周期,正方形的尺寸大小对吸收峰位置的调控更加明显。之后基于该涂层又设计了一种含十字形周期结构的吸波材料,对该两种不同形状单元的周期结构吸波材料的吸波效果进行了比较分析。结果表明:十字形周期结构相对于正方形周期结构,进一步提高了该雷达吸波涂层的吸波性能。