超材料吸波器的研究进展

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基于超材料的宽带高吸收率吸波器研究

波器在ｘ波段雷达、电磁隐身等方面有着巨大的潜在应用。
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关键词：超材料吸波器；宽频带；高吸收率；集总电阻
中图分类号：ＴＮ９７２＋．４４
文献标识码：Ａ
ＤＯＩ：１０．１６１５７／ｊ．ｉｓｓｎ．０２５８—７９９８．１７１４１２
ｈｉｇｈａｂｓｏｒｐｔｉｏｎｒａｔｅｆｏｒｉｎｃｉｄｅｎｔｗａｖｅｗｊｔｌ１ｗｉｄｅｉｎｃｉｄｅｎｃｅａｎｇｌｅ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅａｂｓｏｒｐｔｉｏｎｍｅｃｈａｎｉｓｍｉｓａｎａｌｙｚｅｄｂｙｕｓｉｎｇｔｈｅｓｕｒ－
ｆａｃｅｃｕｒｒｅｎｔａｎｄｅｌｅｃｔｒｉｃｆｉｅｌｄｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｔｈｅａｂｓｏｒｂｅｒ．ＴｈｅｂｒｏａｄｂａｎｄｈｉｇｈａｂｓｏｒｐｔｉｏｎｍｅｔａｍａｔｅｒｉａｌａｂｓｏｒｂｅｒｔｈｉｓｐａｐｅｒｄｅｓｉｇｎｅｄｈａｓａｈｕｇｅｐｏｔｅｎｔｉａｌａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｉｎｔｈｅＸｂａｎｄｒａｄａｒ，ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｓｔｅａｌｔｈａｎｄＳＯｏｎ．ＫｅｙＷＯｒｄｓ：ｍｅｔａｍａｔｅｒｉａｌａｂｓｏｒｂｅｒ；ｂｒｏａｄｂａｎｄ；ｈｉｇｈａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ；ｌｕｍｐｅｄｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ
中文引用格式：于榭彬，宋耀良，范事成．基于超材料的宽带高吸收率吸波器研究【Ｊ】．电子技术应用，２０１７，４３（１２）：８９—９１，９５．英文引用格式：ＹｕＸｉｅｂｉｎ，ＳｏｎｇＹａｏｌｉａｎｇ，ＦａｎＳｈｉｃｈｅｎｇ．ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎｂｒｏａｄｂａｎｄａｎｄｈｉｇｈａｂｓｏｒｐｔｉｏｎａｂｓｏｒｂｅｒｂａｓｅｄＯｉｌｍｅｔａｍａｔｅ‘ ｒｉａｌ［Ｊ］．ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＴｅｃｈｎｉｑｕｅ，２０１７，４３（１２）：８９—９１，９５．

基于超材料的多频带吸波器的设计与研究

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图#!吸波器表面电场分布图
%H0!极化敏感特性研究
为探索吸波器对电磁波的极化是否敏感图0 给出了在电磁波垂直入射到吸波器表面时极化角) ) 为电场S与>U轴的夹角从"s到5"s变化的吸波率曲线可以看出)从"s到5"s变化的所有曲线完全重合从而说明吸波器具有极化不敏感的特性这是由于我们设计的吸波器具有高度的旋转对称性导致的
图0!极化角)对吸波率的影响曲线
%H1!宽入射角特性研究
实际应用中辐射的电磁波不都是垂直入射到我们的吸波器表面的因此研究不同入射角度对吸波器的吸波率影响是有必要的图1;<分别是电磁波在 BS和BP模式下不同入射角! 定义为电磁波入射方向与吸波器表面法向的夹角对吸波器吸波率的影响曲线对BS模式而言入射角的变化与吸波率成负相关随着入射角的增大吸波率总体而言降低当!在"s 到01s内变化时谐振峰%'# 和1 吸波率影响很小谐振峰0 吸波率略有减少当!变化到&"s时谐振峰 %' 影响很小其他谐振峰吸波率有所降低但是!变化到$1s时各谐振峰吸波率显著降低吸波性能变差对BP模式入射角从"s到&"s变化时谐振峰%'#0 1 的吸波率影响很小当!变到$1s时谐振峰%'# 吸波率显著降低谐振峰01 吸波率得到增强同时注意到随着入射角!变大开始出现谐振峰&并且谐振峰& 峰值与入射角!成正相关因此该吸波器不管是在 BS模式还是在BP模式下对于入射角!在"s至&"s范围内变化均表现出良好的吸波特性从而说明本文设计的吸波器具有宽入射角特性

吸波超材料研究进展

吸波超材料研究进展一、本文概述随着现代科技的不断进步，电磁波在通信、雷达、军事等领域的应用日益广泛，然而，电磁波的散射和干扰问题也随之凸显出来。

为了有效地解决这一问题，吸波超材料应运而生。

吸波超材料作为一种具有特殊电磁性能的人工复合材料，能够实现对电磁波的高效吸收，因此在隐身技术、电磁兼容、电磁防护等领域具有广阔的应用前景。

本文旨在综述吸波超材料的研究进展，包括其基本原理、设计方法、制备工艺以及应用现状等方面。

将介绍吸波超材料的基本概念和电磁特性，阐述其吸波原理及影响因素。

然后，将综述近年来吸波超材料在结构设计、材料选择以及性能优化等方面的研究成果。

接着，将讨论吸波超材料的制备方法，包括传统的物理法和化学法以及新兴的3D打印技术等。

将展望吸波超材料在未来的发展趋势和应用前景。

通过本文的综述，读者可以对吸波超材料的研究现状有全面的了解，并为进一步的研究和开发提供有益的参考。

二、吸波超材料的基本原理吸波超材料，作为一种人工设计的复合材料，其基本原理主要基于电磁波的干涉、散射、吸收和转换等物理过程。

吸波超材料通过特定的结构设计，能够有效地调控电磁波的传播行为，从而实现高效的电磁波吸收。

吸波超材料的设计往往采用亚波长结构，这种结构可以在微观尺度上调控电磁波的传播路径，使得电磁波在材料内部发生多次反射和干涉，从而增加电磁波与材料的相互作用时间，提高电磁波的吸收效率。

吸波超材料通常具有负的介电常数和负的磁导率，这使得电磁波在材料内部传播时，会经历与常规材料不同的物理过程。

当电磁波进入吸波超材料时，由于介电常数和磁导率的负值特性，电磁波的传播方向会受到调控，从而实现电磁波的高效吸收。

吸波超材料还可以通过引入损耗机制，如电阻损耗、介电损耗和磁损耗等，将电磁波的能量转化为其他形式的能量，如热能，从而实现电磁波的衰减和吸收。

这种损耗机制的设计对于提高吸波超材料的吸收性能至关重要。

吸波超材料的基本原理是通过调控电磁波的传播路径、改变电磁波的传播方向以及引入损耗机制，实现电磁波的高效吸收。

电磁超材料吸收器在太赫兹波段的研究进展

０引言
电磁超材料（ｍｅｔａｍａｔｅｒｉａｌｓ）是一种异于天然的人工复合结构或复合材料 … ，具有诸
如负折射效应ｊ、反常Ｄｏｐｐｌｅｒ效应］、反常Ｃｈｅｒｅｎｋｏｖ效应、完美透镜等超常物理特
领域的超材料吸收器开始引起研究人员的关注，多种类型的太赫兹吸收器相继出现．电
磁超材料吸收器的潜在应用包括测辐射热仪，电磁隐身，热发射以及传感等领域．本文综述了当前基于电磁超材料的吸收器在ＴＨｚ波段的研究最新进展，分类介绍了不同功能超材料吸收器的结构及特点，电磁超材料吸收器在太赫兹波段的发展趋势和要
如果在一定条件下，能够使（）和Ｒ（）同时等于０或接近０，则（）一ｌ，即实现了近完美吸收．关于如何实现完美吸收，目前有两种理论．１．１阻抗匹配理论该理论认为，吸波材料要实现高吸收率，必须满足两个条件：１）吸波材料阻抗必须
２０１３年１０月第３Ｏ卷第５期
枣庄学院学报
ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＺＡＯＺＨＵＡＮＧＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ
０ｃｔ．２０１３Ｖ０１．３０Ｎ０．５

宽频带超材料完美吸波器研究现状

宽频带超材料完美吸波器研究现状超材料是一种人工设计的周期性微纳结构材料，由于其具有天然常规材料所不具备的诸如负折射率、完美吸收、逆多普勒效应等特殊性能，近年来引起人们的极大关注。

超材料完美吸收器（PMA）作为超材料的一个重要分支，可以在特定波段对电磁波实现近乎完全的吸收。

自2008年LANDY等首次在11.5 GHz实现完美吸收后，PMA得到了快速的发展，并已实现在太赫兹波段、红外波段以及可见光波段的完美吸收。

虽然实现窄带的完美吸收是容易的，但是宽频带的完美吸收尤其是太赫兹及更高频段的宽频带完美吸收是相对困难的，这是由它的吸收机制、表面等离子共振（SPR）所引起的固有窄带造成的。

但对光电探测、光伏器件等十分具有发展前景的领域来说，实现宽带吸收是必要的。

因而，本文综述了近年来宽频带PMA的实现方法及相关应用，以期为宽频带PMA的发展提供帮助。

1 宽频带PMA的结构金属-介质-金属（MⅠM）三层结构，是设计PMA的普遍思路，不同类型的PMA均是在此结构基础上发展而来的。

近年来的研究认为，实现宽带吸收主要可以通过以下3种方式：①选用合适的材料，主要是难熔金属等，并通过恰当的几何设计，降低品质因数（Q值）实现宽带吸收；②在一个结构单元中包含多个尺寸差异较小、吸收峰较为接近的谐振器，并使其吸收峰互相融合，形成宽带吸收；③在同一结构单元中实现表面等离极化激元（SPP）、局域表面等离子共振（LSP）、法布里-珀罗（FP）等多种共振模式，进而实现宽带吸收。

1.1 金属-介质-金属型由于贵金属更易激发SPR，早期的PMA研究常采用贵金属金、银等，但这并不利于宽带的实现，且价格昂贵。

具有高损耗性能的难熔金属铬、钛、钨、镍等有助于增强电阻效应，降低Q值，增加吸收器的带宽，近年来被广泛应用于宽频带PMA的设计中。

ÜSTÜN等选用圆盘状金属Ti作为顶部金属层，中间介质层选用Ge，金属Al为底部金属，设计了一种结构简单、易于加工的3层结构，实现了在长波红外波段8～12.7 μm范围90%以上的吸收，将中间介质层换为SiO2并适当改变结构尺寸，可以实现在中红外波段2.41～5.4 μm 范围90%以上的吸收。

超材料在电磁波吸收中的应用研究

超材料在电磁波吸收中的应用研究随着科学技术的不断发展，人们对于材料的要求也逐渐提升，不仅需要具备基本的力学、物理性能，还需要具有其他具有特殊性能的材料。

超材料（metamaterial）作为一种新型材料，其独特的电磁特性使其在电磁波吸收方面具有了广泛的应用。

本文将探讨超材料在电磁波吸收中的应用研究。

一、超材料的概念和类型超材料是指材料的物理特性具有自然材料中不存在的性质，是由微观结构通过设计而得到的一种新型材料。

常见的超材料可分为电磁超材料、声波超材料和热辐射超材料等，其中最为广泛应用的是电磁超材料。

电磁超材料的基本特性包括负折射率、负电磁参数、负磁阻等，所以其在电磁波吸收中有着独特的应用。

负折射率表明电磁波在材料中传播的方向是反向的，负磁阻意味着材料的磁场对于外加磁场呈现了负响应，而负电磁参数则代表电磁波跟材料的相互作用是完全不同于自然材料的。

二、超材料在电磁波吸收中的应用超材料在电磁波吸收领域的研究已经具有了广泛的应用。

首先是在微波、红外线等频率下的应用，其次是在太赫兹频段下的应用，最后是在光学、紫外线等高频频段下的应用。

1. 微波、红外线频率下的应用在微波、红外线频率下，U形谐振结构、磁性导体及铁氧体超材料是研究最为深入的几种超材料。

相对于传统的吸波材料，这些超材料在吸收性能、宽带性能等方面都有着更优异的性能指标。

2. 太赫兹频段下的应用太赫兹波是介于微波和红外线之间频率的电磁波，无论是在生物成像、无损检测等领域，还是在通信、雷达等领域中，太赫兹波都有着广泛的应用。

太赫兹波的应用需要材料具有优异的吸收性能。

因此，研究太赫兹波吸收材料已经成为超材料领域的热点之一，广泛应用的超材料包括金属-介质-金属（MIM）结构、铁磁性金属等。

3. 光学、紫外线等高频频段下的应用在光学、紫外线等高频频段下，超材料的研究也在逐渐深入。

超材料的吸波性能通常是由其基本单元尺寸和排列方式所决定的，因此对于光学频段的研究需要更高精度的制备技术以及更加复杂的排列方式。

吸波材料的研究进展

吸波材料的研究进展摘要：吸波材料的研究是隐身技术发展的关键，吸波剂的好坏对于吸波材料的性能有很大的影响。

本文在对吸波材料以及其吸波原理进行介绍的基础上，大体阐述了有关吸波材料的研究进展，通过对几种常用的微波吸波剂的介绍，提出了未来吸波材料的发展将向着”薄、轻、宽、强”和耐腐蚀性等方面进行研究。

关键词：吸波材料吸波材料分类研究进展一、吸波材料的简介吸波材料是指能将投射在它表面的电磁波能量吸收并通过材料介质损耗转变为热能等其他形式的能量的一类材料，一般由基体材料（或粘结剂）与吸收介质（吸收剂）复合而成。

在工程上应用的吸波材料不仅在较宽频带内对电磁波的吸收率较高，还应该具备质量轻、耐高温、耐潮湿、抗化学腐蚀等特性。

一般情况下，吸波材料需要最大限度地使入射电磁波进入到吸波材料内部，从而减少电磁波的直接反射，即要求材料满足阻抗匹配；并且进入材料内的电磁波能迅速地被全部衰减掉，即要求材料满足衰减匹配[1]。

二、吸波材料的分类目前吸波材料分类较多，分类方法也有多种，现大致分为以下四种。

1.按材料成型工艺和承载能力，可分为涂型吸波材料和结构型吸波材料前者是将混合后的吸收剂（金属或合金粉末、铁氧体、导电纤维等）与粘合剂涂覆于目标表面形成吸波涂层，其具有操作方便，吸波性能好、工艺简单和容易调节等优点，广泛受到世界各国的重视。

后者是具有承载和吸波的双重功能通常将吸收剂分散在层状结构材料中，或是采用强度高、透波性能好的高聚物复合材料（如玻璃钢、芳纶纤维复合材料等）为面板，蜂窝状、波纹体或角锥体为夹芯的复合结构。

2.按吸波原理，吸波材料又可分为吸收型和干涉型两类吸收型吸波材料通过本身对雷达波进行吸收损耗可分为复磁导率与复介电常数基本相等的吸收体、阻抗渐变/宽频0吸收体和衰减表面电流的薄层吸收体三种基本类型；干涉型吸波材料则是利用吸波层表面和底层两列反射波的振幅相等相位相反进行干涉相消，这类材料的缺点是吸收频带较窄。

3.按材料的损耗机理，吸波材料可分为电阻型、电介质型和磁介质型三大类碳化硅石墨等属于电阻型吸波材料，电磁能主要衰减在材料电阻上；电介质型吸波材料的机理为介质极化驰豫损耗，如钛酸钡之类；铁氧体、羟基铁等属于磁介质型吸波材料，它的损耗机理主要是铁磁共振吸收。

超材料宽频吸波技术研究进展

超材料宽频吸波技术研究进展李宝毅;王蓬;周必成;张榕;赵亚娟【摘要】Due to the capability of perfect absorption,metamaterials becomes a hot research topic of wave absorbing materials.However,the narrow absorbing band limits the application of metamaterials.The per-fect absorbing structure and analyze its absorbing mechanisms was introduced.Then the methods to carry out wide-band absorbing and the research developments both of the domestic and foreign are reviewed. The characteristics of wide-band absorbing metamaterials'structure and property are summarized in clas-sification.Finally the developing trend of metamaterial absorbing technology is discussed.%超材料因其完美吸收特性成为吸波材料研究的热点,但其吸收频段窄成为限制其应用的瓶颈技术.介绍了超材料完美吸波结构,分析了其工作原理,重点综述了超材料实现宽频吸波的途径及其国内外研究现状,总结了各种宽频吸波超材料的结构和性能特点,最后对超材料吸波技术的发展趋势进行了探讨.【期刊名称】《应用化工》【年(卷),期】2016(045)003【总页数】5页(P542-546)【关键词】超材料;宽频吸波;进展【作者】李宝毅;王蓬;周必成;张榕;赵亚娟【作者单位】中国电子科技集团公司第三十三研究所,山西太原 030006;电磁防护材料及技术山西省重点实验室,山西太原 030006;中国电子科技集团公司第三十三研究所,山西太原 030006;电磁防护材料及技术山西省重点实验室,山西太原030006;中国电子科技集团公司第三十三研究所,山西太原 030006;电磁防护材料及技术山西省重点实验室,山西太原 030006;中国电子科技集团公司第三十三研究所,山西太原 030006;电磁防护材料及技术山西省重点实验室,山西太原 030006;中国电子科技集团公司第三十三研究所,山西太原 030006;电磁防护材料及技术山西省重点实验室,山西太原 030006【正文语种】中文【中图分类】TQ050.4+3;TN929.56超材料是指一类具有天然材料所不具备的超常电磁性质的人工复合结构或复合材料。

不同结构柔性电磁超材料吸波体的最新研究进展

不同结构柔性电磁超材料吸波体的最新研究进展作者：焦馨宇张富勇刘元军赵晓明来源：《现代纺织技术》2024年第06期DOI： 10.19398/j.att.202310021摘要：传统的电磁超材料通常具有刚性结构，其应用受到一定限制，无法满足当前市场需求，因此质轻、吸收强、吸收频带宽的柔性电磁超材料吸波体的开发利用成为重要的发展方向。

文章从柔性电磁超材料吸波体结构出发，概括了基于3层结构的柔性电磁超材料吸波体的最新研究，讨论了基于3层以上结构的柔性电磁超材料吸波体的研究现状，介绍了三维立体结构的柔性电磁超材料吸波体的研究进展，并展望了柔性电磁超材料吸波体未来的发展方向。

柔性电磁超材料吸波体在电磁波防护方面具有巨大的潜力，未来将在各个领域得到广泛应用。

关键词：超材料；吸波材料；柔性材料；电磁防护中图分类号：TS102. 4文献标志码：A文章编号：1009-265X（2024）06-0116-13收稿日期：20231026网络出版日期：20240227基金項目：中国工程院咨询研究项目（2021DFZD1）；天津市科技计划项目创新平台专项（17PTSYJC00150）作者简介：焦馨宇（1999—），女，内蒙古乌兰察布市人，硕士研究生，主要从事防护纺织品方面的研究。

通信作者：刘元军，E-mail：********************随着科学技术的进步，电磁波的应用在各个领域为人类的繁荣进步作出了不可替代的巨大贡献［1］。

但大量电磁波所产生的强烈的电磁辐射，会对人体和环境造成一定的危害；另外，军事设备所发射的电磁波信号可能引发信息泄露的风险［2］。

因此，人们对设备或人员进行电磁防护的需求日益迫切，各种吸波材料的研发方法成为当前研究的热点。

传统吸波材料存在吸收频带窄、柔性差等问题，因而其应用受到一定限制［3］。

超材料具有超常物理性能和人工复合结构。

超材料重要的应用之一是超材料吸波体。

研究人员通过较强的人工干预对超材料吸波体的周期性结构进行设计，可使其能够应用于不同电磁波频段［4］。

宽频带超材料吸波器的研究进展

关键词超材料吸波器宽频带
#绪论超材料是由人造的亚波长共振单元所构成的电磁材料"它具有自然材料所不具备的新奇电磁特性"其应用领域包括高折射率#负折射率#超强透射#隐形斗篷等$ 超材料的一个重要应用就是完美吸收超材料吸波器"由于其在军事和民用方面都有着良好的应用前景"长期以来引起世界各国科研工作者的极大兴趣$ 完美吸收超材料吸波器最早是由美国的 KD-Xg等人在 )%%4 年首次提出并实验验证的$ 随着器件加工工艺水平的不断提高"完美吸收超材料吸波器也从最初的微波波段逐步扩展到太赫兹#红外#可见光等波段$ 器件的设计也从最初的单频带逐渐延伸到双频带#多频带和宽频带$ 由于宽频带吸波器在电磁隐身#电阳能电池#热成像等领域有着巨大的潜在应用"因此本文着重介绍了宽频带超材料吸波器的国内外研究进展$ $宽频带超材料吸波器的国内外研究进展
)&( 基于石墨烯亚波长结构阵列石墨烯是一种零带隙的半导体材料"具有远远超过普通半导体材料的载流子迁移率"是硅材料迁移率的 $%% 多倍"达到 ) s$%U ,O) *' e2C( "还拥有良好的光传导性和优异的电输运性能和机械性能等"这些卓越性能使它成为了促进光电子学快速发展的重要半导体材料之一$ 在太赫兹和红外波段"石墨烯对入射光波的响应行为极类似于金属材料对入射光波的响应行为"可以在其表面激发长程和短程表面等离子体共振"从而实现等离子体共振吸收增强$ 例如")%$U 年"国防科技大学的 6f[ 等人把基于化学掺杂石墨烯的带状结构放置在 $4 微米厚的介质上表面"在介质的下表面涂上 U%%-O的贵金属金材料$)1* 理论计算结果表明"该吸波器可在中心频率为 (MPQ处实现带宽为 $&(MPQ的高吸收率' 不低于 '%^( $)1* 近期"厦门大学的 a9等人利用石墨烯网状结构"通过激发连续的等离子体共振实现宽频带高吸收效率"调节石墨烯的化学势能还可以动态调谐宽频带吸波器的吸收效率$)4* *总结本文简单介绍了三种类型的宽频带超材料吸波器"即通过亚波长金属结构#亚波长半导体结构和亚波长石墨烯结构来实现$ 宽频带超材料吸波器的发展已取得了一定的研究成果"但仍存在着一些欠缺$ 笔者相信"不久的将来"宽频带超材料吸波器在微波#太赫兹#红外#可见光等多个领域将呈现出重要的应用价值$ 参考文献 $ a&;[/9=DE?\\E&:fgC&K9==&'')U($%$)%$$ & ) d&!/-79=DE?\\E&:fgC&K9==&$%%$%(U%0)%$) & ( !&P[ 9=DE#GGG:fW=W-/,CV&4UU%%0%4)%$0 & 3 d&!/-79=DE?\\E&:fgC&K9==&$%0%0$$%4)%$U & U A&:[ 9=DE"\=&GB\L9CC)%)UU$()%$) & 0 a&:9-79=DE"\=&GB\L9CC)()%())%$U & 1 6&P&6f[ 9=DE?\\E&:fgC&GB\L9CC4%$U$%))%$3 & 4 K&a99=DE"\=&GB\L9CC)U$$))()%$1 & 作者简介胡丹$'4$2 男汉族安徽宿州人博士安阳师范学院讲师研究方向超材料微纳光子器件

可调谐超材料吸波体的研究现状和发展趋势

可调谐超材料吸波体的研究现状和发展趋势随着现代通信技术的不断发展和普及，无线通信设备的数量和种类越来越多，这些设备会产生大量的电磁辐射波，给人类健康和环境带来潜在的威胁。

为了减少电磁辐射波的危害，发展吸波材料成为当前的热点研究之一、其中，可调谐超材料吸波体作为一种具有优越性能和调控能力的吸波材料，得到了广泛的关注和研究。

可调谐超材料吸波体是指在外场控制下可以实现其电磁波吸波性能的调控的吸波材料。

这类材料通常由多层介质和导电层组成，通过调节外部电磁场或者磁场的作用，可以改变其吸波特性，实现对电磁波的有效吸收。

这种可调控性具有很大的应用前景，可以在军事领域、通信领域、医疗领域等多个领域发挥重要作用。

目前，可调谐超材料吸波体的研究取得了一系列重要进展。

首先，在材料选择上，研究人员已经利用金属纳米结构、磁性纳米颗粒、碳纳米管等新型材料，设计和合成了具有优越性能的吸波体。

这些材料具有较高的可调控性和较宽的工作波段，可以实现对不同频率和波长的电磁波的吸收。

其次，在构建方法上，研究人员采用了多层组合、复合结构和掺杂等技术，提高了材料的吸波性能，并且实现了对吸波体的形状和尺寸的精确控制。

最后，在性能测试方面，研究人员已经建立了一系列完备的测试平台和测试方法，可以对材料的吸波性能进行精确的测试和评估，为进一步优化和改进提供了重要的参考。

未来，可调谐超材料吸波体的发展将主要集中在以下几个方面。

首先，继续拓宽材料的选择范围，引入更多的新型材料和新领域的研究成果，为吸波体的性能提升和调控能力提供更多的可能性。

其次，继续优化材料的结构设计和制备工艺，提高材料的吸波性能和稳定性，为实际应用奠定更为坚实的基础。

最后，加强对吸波体的应用研究，探索各种领域和场景下的实际应用需求，推动吸波体技术的产业化和商业化进程。

总的来说，可调谐超材料吸波体作为一种具有巨大发展潜力的新型吸波材料，将在未来得到进一步的突破和应用。

随着研究人员的不断努力和技术的不断进步，相信可调谐超材料吸波体将为电磁辐射波的防护和调控提供更为有效的解决方案，为人类的健康和环境的保护做出更大的贡献。

THz可调超材料吸波器研究

THz可调超材料吸波器研究超材料吸波器是一种人工设计的亚波长吸波结构, 具有吸收强、厚度薄、电磁特性可设计的优点, 能够有效提升太赫兹功能器件的灵敏度, 在太赫兹波段的传感、雷达、隐形技术的发展中扮演着重要角色。

由于超材料自身的谐振机理, 大多数吸波器结构的吸收带宽较窄, 且每种结构一旦加工完成, 其性能往往是固定不变的, 无法满足多种场景下的灵活吸波需求。

此外, 现有的宽带超材料吸波器通常只能工作在单个频段内,无法实现多频段的宽带吸收效果。

为此, 本文提出了几种太赫兹波段的可调宽带超材料吸波器以及多频段宽带吸波器, 并对它们的吸收特性和吸收机理进行了深入分析。

同时在实验中, 加工并验证了一种宽角度的太赫兹吸波器。

本文的主要研究内容和成果如下:(1) 基于石墨烯的可调特性, 分别提出了一种单频段和一种双频段的可调太赫兹超材料吸波器。

其中单频段吸波器是由石墨烯图案- 介质-金属组成的三层结构,其在7-9.25 THz 的频率范围内实现了幅度大于90%的宽带吸收, 对应的相对带宽为27.9%。

通过对不同大小的圆环孔洞进行嵌套组合,吸收带宽可以进一步增大到3.2 THz, 对应相对带宽提升到39.3%。

双频段吸波器则是由介质谐振单元- 单层石墨烯- 介质-金属组成的四层结构, 兼具宽带吸收和双频段吸收特性,其超过80%吸收的相对带宽分别达到了97.8%和31%。

通过调节石墨烯的化学势，可以使吸波器在“开启”(吸收值>80%)和“关闭”(反射值>90%)状态之间自由切换，具有高度的灵活性。

此外,由于该结构使用无图形的单层石墨烯,在加工和控制方面都具有很大的优势。

(2) 基于二氧化钒的相变特性, 提出了一种太赫兹波段的可切换宽带吸波器。

该吸波器是由金属贴片-介质-二氧化钒底板组成的三层结构, 可以在1.116-1.564 THz的频率范围内实现极化不敏感的宽带吸收效果：吸收幅度超过89.7%,对应的相对带宽为33.8%。

新型纳米吸波材料研究现状与进展

新型纳米吸波材料研究现状与进展前言：随着现代无线电技术和雷达探测技术的迅猛发展，飞行器探测系统的搜索和跟踪目标能力获得了很大提高，传统作战武器系统受到的威胁越来越严重，隐身技术作为提高武器系统生存、突防及纵深打击能力的有效手段，已经成为各军事强国角逐军事高新技术的热点之一[1，2]。

吸波材料是实现武器装备隐身的重要手段，其开发和应用是隐身技术发展的重要内容。

近年来，国内外诸多学者在研究并改进传统的吸波材料的同时，对新型吸波材料进行了一些有益的探索，吸波材料的超细化成为目前国内外研究重点之一。

纳米材料是指材料的组份特征在纳米量级（1nm～100nm）的材料，纳米晶粒和由此产生的高浓度晶界是它的两个重要特征[3]。

纳米材料的独特结构使其具有量子尺寸效应、表面与界面效应、体积效应以及宏观量子隧道效应等，在光、电、磁等物理性质方面发生质变，不仅磁损耗增大，且兼具吸波、透波、偏振等多种功能。

因此，纳米吸波材料在具有良好吸波性能的同时，兼备了宽频带、兼容性好、质量轻、厚度薄等特点，是一种极具发展前途的隐身材料，美、俄、法、德、日等国都把纳米材料作为新一代吸波材料加以研究和探索[4]。

美国研制的一种“超黑粉”纳米吸波材料对雷达波的吸收率大于99%，该方面的研究正向覆盖厘米波、毫米波、红外、可见光频段的纳米复合材料扩展[5]。

法国研制的一种宽频吸波涂层由粘结剂和纳米级微屑填充材料构成，纳米级微屑由超薄无定型磁性薄层（厚3nm）及绝缘层（厚5nm）堆叠而成，绝缘层可以是碳或无机材料。

这种多层薄膜叠合的夹层结构材料具有很好的微波磁导率，在0.1～10GHz 宽频带内磁导率的实部和虚部均大于6；与粘结剂复合成的吸波涂层在50MHz～50GHz 频率范围表现出良好的吸波性能[6]。

1 纳米材料的吸波机理纳米吸波材料对电磁波，特别是高频电磁波具有优良的吸波性能，但其吸波机理相当复杂，国内外尚没有统一的观点，通常都是从普通纳米材料本身的性质出发，提出若干可能的吸波机理。

吸波材料的吸波原理及其研究进展

吸波材料的吸波原理及其研究进展一、本文概述随着现代科技的飞速发展，电磁波在各个领域的应用日益广泛，但同时也带来了电磁干扰和电磁辐射污染等问题。

为了有效应对这些问题，吸波材料作为一种能够吸收并减少电磁波传播的材料，受到了广泛关注。

本文旨在探讨吸波材料的吸波原理及其研究进展，以期为相关领域的科学研究和技术应用提供参考。

本文将简要介绍吸波材料的基本概念、分类及其应用领域。

在此基础上，重点分析吸波材料的吸波原理，包括电磁波的入射、吸收和散射过程，以及吸波材料内部结构与电磁波相互作用的机理。

通过对吸波原理的深入剖析，有助于理解吸波材料的性能特点及其优化方向。

本文将综述近年来吸波材料的研究进展。

包括新型吸波材料的开发、性能优化、应用拓展等方面。

通过对比分析不同研究团队的研究成果，揭示吸波材料领域的发展趋势和研究热点。

也将探讨当前研究中存在的问题和挑战，为未来研究提供思路和建议。

本文将对吸波材料的未来发展进行展望。

结合当前科技发展趋势和市场需求，预测吸波材料在未来可能的应用领域和市场前景。

针对吸波材料研究中存在的难题和挑战，提出可能的解决方案和发展方向，以期推动吸波材料领域的持续进步和发展。

二、吸波材料的吸波原理吸波材料是一类能够有效吸收并减少电磁波在其表面反射的特殊材料。

其吸波原理主要基于电磁波的入射、传播和衰减过程。

当电磁波入射到吸波材料表面时，会发生一系列复杂的物理和化学作用，这些作用共同作用导致电磁波能量的减少和吸收。

吸波材料的表面通常具有一定的粗糙度或特殊结构，这些结构能够有效地增加电磁波在材料表面的散射和漫反射，从而减少电磁波的直射反射。

这种表面散射和漫反射的过程可以降低电磁波在材料表面的反射率，使得更多的电磁波能够进入材料内部。

吸波材料内部通常含有一些特殊的电磁介质，如磁性材料、导电高分子等。

这些介质能够有效地吸收电磁波的能量，并将其转化为其他形式的能量，如热能、化学能等。

磁性材料能够通过磁化过程吸收电磁波中的磁场能量，而导电高分子则能够通过电子的迁移和碰撞吸收电磁波中的电场能量。

吸波材料吸波原理及其研究进展

吸波材料的吸波原理及其研究进展张开庆（山东科技大学应用物理学2010-01 201001090134）摘要：介绍了吸波材料的重要性，阐述了吸波材料的吸波原理，综述了铁氧体吸波材料、金属微粉吸波材料、纳米吸波材料及光学透明吸波材料近几年来的国内外研究进展及应用，最后指出，多频谱隐身材料和智能隐身材料是吸波材料中两个最主要的发展方向。

关键词：吸波材料；吸波原理；进展Absorbing Mechanism and Progress of Wave-absorbingMaterialsZhang Kai-qing(Shandong university of science and technology college of science, Applied physics class level 2010-01) Abstract:The sign if icance of wave-absorbing materials was explained. The absorbing mechanism indifferent conditions, the species and the characteristics of general wave-absorbing materials were introduced. The recent progress and application of ferrite material, surperfine metal powders, nanam eter absorbing material and optics transparent absorbing materials were reviewed. Finally points out that the multiple spectra and intelligent stealth materials are tow most essential developing trends for radar wave absorbing materials.Key words: wave-absorbing materials; wave-absorbing mechanism; progress随着现代科技技术尤其是电子工业技术的高速发展，不同频率的电磁辐射充斥着人们的生活空间，破坏了人类良好的生态环境，造成了严重的电磁污染。

双波段超材料吸波器的研究进展

• 56 •引言：超材料又被称为“人工电磁材料”，它实际上是一种单元结构尺寸远远小于工作波长的人工周期性结构。

当工作波长远大于单元结构的尺寸时(称为长波长)电磁超材料的基本结构单元的谐振特性决定了相关电磁参数。

研究者可以通过对超材料结构单元进行有目的性的设计，从而实现对超材料的等效介电常数和等效磁导率的人为调控。

例如，通过设计其亚波长的谐振结构单元，可以使得等效介电常数小于1，这样的超材料称为电超材料；同理可得等效磁导率小于的亚波长人工周期结构为磁超材料。

超材料吸波器(Metamaterial Absorber, MMA)是一种能够将入射到其表面的电磁波吸收的人工材料结构，通过将入射电磁波的能量转化为热能，尽力减少入射电磁波的反射和透射，从而达到吸波的效果。

超材料吸波器在军事隐身技术、热成像、微波天线等领域有广泛应用。

本文以双波段超材料吸波器为研究对象，从材料、结构和频段等方面总结近几年国内外对于双波段超材料吸波器研究现状的分析。

1.国内外研究进展双波段超材料吸波器作为超材料吸波器研究的一个分支，是近年来电磁学领域的研究热点，国内外很多学者对此展开研究。

1.1 按材料分双波段超材料吸波器的传统结构共分为三层，如下图1所示：第1层是周期性排列的金属结构，通过阻抗匹配尽力实现入射波零反射；第2层是介质材料层，用于吸收或存储入射波；第3层是连续金属底板结构，用于减少电磁波透射。

第1层第2层第3层周期性排列的金属介质材料连续的金属底板图1 超材料吸波器结构近年来，伴随着石墨烯、液晶等新材料的出现，国内外很多学者尝试将其添加入超材料吸波器。

Mulin Huang等学者于提出一种基于方形石墨烯贴片(Square Graphene Patch, SGP)的双波段可调谐太赫兹超材料吸波器。

该超材料吸波器是由石墨烯贴片、介质层和连续的金属膜构成的周期阵列结构，通过激发石墨烯贴片SGP上的基本和二次高阶谐振模式实现超材料吸波器的双波段吸收。

电磁超材料的设计及其吸波性能的研究

电磁超材料的设计及其吸波性能的研究一、本文概述电磁超材料，作为一种人工设计的复合材料，近年来在电磁学领域引起了广泛关注。

其独特的电磁特性使得超材料在吸波、隐身、增强电磁波传播等多个方面展现出巨大的应用潜力。

特别是在吸波性能方面，电磁超材料能够实现对特定频率电磁波的高效吸收，因此在电磁防护、雷达隐身等领域具有重要的应用价值。

本文旨在深入研究电磁超材料的设计原理及其吸波性能。

我们将对电磁超材料的基本概念和分类进行介绍，阐述其与传统材料的区别和优势。

随后，我们将重点探讨电磁超材料的设计方法，包括材料组成、结构设计和制备工艺等方面的内容。

在此基础上，我们将通过实验和模拟手段，研究不同设计参数对电磁超材料吸波性能的影响，并优化其性能表现。

本文还将对电磁超材料在实际应用中的挑战和前景进行讨论。

通过对电磁超材料吸波性能的研究，我们期望能够为相关领域的科技进步和产业发展提供有益的参考和指导。

二、电磁超材料的设计原理电磁超材料，也称为电磁超构材料或电磁元胞材料，是一类具有特殊电磁性质的人工复合材料。

其设计原理主要基于微观结构的调控和优化，实现对电磁波传播行为的独特控制。

这些材料通过人工构造特定的亚波长单元结构，如开口谐振环、金属线、分形结构等，以调控电磁波的振幅、相位、极化状态和传播方向。

在设计电磁超材料时，首先需要对电磁波在材料中的传播行为有深入的理解。

这包括电磁波在材料中的反射、透射、散射以及吸收等过程。

通过调整材料的介电常数和磁导率，可以实现电磁波在材料中的特定行为，如隐身、聚焦、偏转等。

电磁超材料的设计还需要考虑材料的结构和组成。

亚波长单元结构的形状、尺寸、排列方式等因素都会对电磁波的响应产生影响。

例如，通过调整开口谐振环的尺寸和排列方式，可以实现对特定频率电磁波的强吸收。

材料的组成也是设计的重要因素，包括基体材料的选择、填充物的种类和含量等。

电磁超材料的设计还需要考虑实际应用的需求。

不同的应用场景对电磁超材料的性能要求不同，如隐身、通信、传感等领域对电磁超材料的需求各不相同。

电磁超材料吸波器的相关研究

电磁超材料吸波器的相关研究作者：罗婷高胜凯来源：《中国新通信》2015年第05期【摘要】电磁超材料吸波器是基于超材料的电磁谐振吸收器，通过合理设计器件的物理尺寸及材料参数，能够与入射电磁波的电磁分量产生耦合，从而实现对入射到吸收器的特定频带内的电磁的吸收。

随着科学的发展，电磁超材料吸波器应用于越来越多的领域，本文分类介绍了吸收器的结构和性能特点，最后对齐发展趋势作了探讨。

【关键词】超材料吸波器电磁一、极化不敏感及宽角度入射型吸收器西北工业大学赵晓鹏等人设计的一种具有分形结构的超材料吸收器，采用电路板刻蚀技术，在厚度为0.8mm的环氧酚醛玻璃纤维PCB基板的一面上刻蚀出金属树枝状结构单元阵列，另一面为金属薄膜。

金属树枝的三级分支长度分别为1.2mm、0.9mm、0.8mm，单元晶格间距为10.0mm。

实验结果显示吸收率达到99.88%。

上述吸收器在参数优化设计之后获得了比较高的吸收率，但是对于不同角度入射的电磁波，其吸收率就未必能达到预想的效果。

为了能更大限度地发挥超材料吸收器的应用价值，林先其等人设计了一种可以实现宽角度入射电磁波超材料吸收器。

该吸收器包括周期性排列的单元吸波结构每个单元结构包括介质基板的正面金属结构、介质基板的背面金属结构和介质基板。

其中，介质基板的正面金属结构由2条相同且中心相互交叉的“直线形”第一金属分支线构成，所述2条第一金属分支线之间的夹角均为90度；所述每条第一金属分支线的两端均具有与该条第一金属分支线相切连接的“弧线形”第二金属分支线；所述第二金属分支线之间形成一个具有4个相同缺口的圆环。

试验结果显示，在11.2GHz附近，|S11|有明显吸收峰，|S21|在相对带宽很大的范围内都能小于-18dB，即反射和透射都很小，实现了很好的电磁波吸收，在0-45度范围内，入射角的变化对结构吸波效果影响不大。

二、双频及多频吸收器东南大学的崔铁军教授提出了一种多频段微波吸收结构，包括多个环状的人工电磁材料1、金属背板3和安装在人工电磁材料1和金属背板3之间的介质基板2，多个人工电磁材料1相互嵌套且同心安装，具有结构紧凑等优点。