基于电磁超材料的多频吸收体设计研究开题报告

1. 研究目的与意义

近年来， 随着现代信息科技的高速发展， 传统武器装备的战场生存能力受到严峻挑战。

低散射武器平台成为各国大力发展的新技术，降低电磁器件的散射特性也逐渐成为了学者们的研究重点。

其中，电磁能量吸收体通过吸收电磁波将电磁能转化为热能，可有效降低平台的雷达散射截面（rcs），其在现代战争中的作用日益凸显。

2. 国内外研究现状分析

基于电磁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可对入射到吸收器的特定频率的电磁波实现100%的完美吸收，因而受到国内外学术界的高度关注。

1968年苏联物理学家veselago最早把超材料成为左手材料（left-handed metamaterial，双负材料），从maxwell方程出发，研究电磁波在双负材料（负介电常数，负磁导率）中传播的特性，并对其电磁特性进行了总结：电磁波在这种材料中传播时，相速与群速方向相反，e，h，k之间呈左手螺旋法则，此传播现象与电磁波在传统材料传播的情况相反，最终该材料定义为左手材料。

2006年6月，j.b.pendry等人[1]在《科学》杂志论文上指出，磁导率和介电常数按照一定的规律分布的超材料能进行电磁波的调控，如，波的传播方向，电磁场能量分布等。

3. 研究的基本内容与计划

5、拟采取的研究内容和技术路线5.1 拟采用的研究内容（1）研究电磁超材料工作机理，分析电磁超材料单元结构、介质类型等参数对材料宏观特性的影响，找出适合本项目待设计器件的优化结构模型；（2）学习并运用商业电磁仿真软件cst, 基于软件学习相关器件设计流程，掌握器件结构的优化方法，学会利用软件分析器件的工作机理，指导器件的最终设计；（3）学习并掌握多频吸收体的工作机理和性能指标，可通过cst软件设计基本的多频吸收体结构，掌握吸收体结构和吸收体相关性能指标之间的关系，并总结规律；（4）研究电磁超材料结构和多频吸收体的结合方法，掌握如何通过优化超材料结构来实现对多频吸收体性能的提升。

5.2 拟采用的技术路线（1）通过研读各类相关的硕士博士毕业论文来了解电磁超材料的工作机理以及各类参数对其宏观特性的影响。

（2）通过cst中自带的各种基本算例的操作运算，从而达到能够熟练运用cst仿真软件并能利用软件分析器件的工作机理。

4. 研究创新点

6、课题的创新点（1）亚波长结构。

超材料单元的尺寸远小于工作波长；（2）等效介质的特征。

超材料是通过亚波长结构单元构成，所以其物理性质及参数可以通过等效理论来描述；（3）奇异物理特性。