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优良的吸波材料其性能需符合“厚度薄、重量轻、频带宽、吸收强”的要求。现有的薄层磁性吸波材料在X,Ku等高频段具有较宽的强吸收带宽,但是在低频的L、S波段,其吸收性能较差。在保持较薄厚度前提下,进一步向低频拓宽吸波材料的带宽面临着巨大的挑战。而超材料可以以超薄厚度在低频通过强谐振实现近完美吸收。为解决上述问题,本论文通过将磁性吸波材料嵌入超材料的基体中实现二者的复合,从而以较薄的厚度实现高低频兼顾的宽带吸波超材料。针对以上目标,我们开展了下列研究:首先,根据超材料的微波吸收机理以及其对电磁波能量的聚集效应,提出超材料的介质基体区分为能量聚集区和对超材料的吸收性能无贡献的区域的观点并进行了分析与验证。以环形超材料吸波体为例,对其低频谐振处的场图、损耗分析,发现电磁波能量主要聚集在超材料单元金属线周围的介质中,以致介质基体存在大片能量极弱的区域。进一步通过介质基体裁剪研究该区域对环形超材料吸波体吸收性能的影响,结果表明介质基体的裁剪并未破坏环形超材料谐振场分布状态。原因是这些能量弱的区域产生于超材料金属单元对电磁场的聚集作用,该区域的变化并不对超材料的性质产生明显的影响。由于超材料单元对电磁场能量产生局域场的增强效应具有普适性,这种基体能量分布不均现象可普遍存在于各种超材料中,我们以极化转换超材料和几种吸波超材料为例进行了验证与说明,并总结了各类超材料中存在能量弱区域的条件。随后,进一步的研究表明,随着波长减小,在高频谐振处能量集中程度下降,电磁波能量趋向于分散在基体中,此时超材料性能逐渐转变为高频由基体的性质决定。超材料的以上特点十分利于通过调控超材料基体实现多种材料性能的复合。由于基体中能量分布不均及其频率的过渡效应取决于超材料的金属图案对电磁场能量产生局域场的增强效应,因而这种基体现象可普遍存在多种类型超材料的基体之中,通过切线形、十字架形、对角开口极化转化超材料分析,均确认这一现象存在。其次,基于超材料的场分布特性,通过嵌入复合的方式,充分利用能量弱区域实现超薄宽带复合超材料。通过环形超材料吸波体与方片形超材料吸波体嵌入复合,验证了两种共振单元吸收频带叠加的,并揭示了这类在文献中普遍报道的复合方式的实质是对冗余区域的利用。进一步地,利用环形超材料吸波体与磁性吸波材料嵌入复合,在2mm厚度条件下,于低频1.17 GHz附近、高频7.8~18 GHz实现90%以上的吸收。通过环形超材料的低频电路模型与等效介质理论,计算分析环形超材料与磁性吸波材料嵌入复合吸波体的性能,并通过实物制备、测试证实了环形超材料与磁性吸波材料嵌入复合设计的可行性。基于超材料单元的灵活设计性,我们利用嵌入式复合结构在超薄状况下不仅实现对磁性吸波材料高频吸收带宽拓展,还实现低频多峰高频宽带吸收。同时利用超材料与电阻膜吸波材料嵌入复合也会实现类似高低兼顾吸波。这种嵌入复合设计理念在同一平面内实现了高效复合,其在军事隐身、电磁信息干扰及辐射方面,具有重要的潜在应用价值,也为今后实现超薄超宽带设计提供了一种全新的手段,将来通过引入可调超材料的概念,能进一步拓展该设计的吸波能力和应用范围。