【摘 要】
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吸波材料由于能吸收或减弱表面接收到的电磁波能量,改变电磁波辐射环境,在军事隐身、电磁防护、电磁测试等领域具有不可替代的作用。传统吸波材料具有吸收频带窄、涂层密度大、设计成本高和不可灵活调控等不足,无法满足高效、复合、兼容与智能的实际应用需求。近年来,电磁吸波超表面作为新型隐身材料相较于传统电磁吸波材料,具有重量轻、厚度薄、频带宽、可重构及加工设计简捷等优势,为吸波器设计提供了新的思路。目前可调吸波
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吸波材料由于能吸收或减弱表面接收到的电磁波能量,改变电磁波辐射环境,在军事隐身、电磁防护、电磁测试等领域具有不可替代的作用。传统吸波材料具有吸收频带窄、涂层密度大、设计成本高和不可灵活调控等不足,无法满足高效、复合、兼容与智能的实际应用需求。近年来,电磁吸波超表面作为新型隐身材料相较于传统电磁吸波材料,具有重量轻、厚度薄、频带宽、可重构及加工设计简捷等优势,为吸波器设计提供了新的思路。目前可调吸波超表面已经被大量研究并广泛应用于许多不同频吸波/透波的场景,但是在同频段吸波/透波可切换的设计和调控混响室相干带宽的应用方面仍有待探索。因此,本文将针对上述问题,设计了两款可调吸波超表面,具体工作如下:（1）天线罩能够控制入射电磁波的散射,实现电磁隐身的功能被广泛应用于现代军事设备。现有基于超表面的天线罩的吸波/透波可调功能大多工作于不同频段,虽然能够有效屏蔽带外频段的侦查,但是当敌我双方雷达工作于相同频段时,无法达到电磁隐身的目的。所以,本文提出了一种能在同一频段实现吸收模式和透射模式自由转换的可调吸波超表面,其结构的底层和顶层分别引入了PIN二极管和变容二极管。测试结果表明通过切换PIN二极管的截止和导通,所提出的可调吸波超表面在11.5GHz处可实现吸波和透波的自由切换,吸收率和透射率分别为92.5%和78%。（2）高效、便捷的校准流程对混响室测试至关重要,而传统人工加载不同射频吸波器件的校准方式不仅耗时、繁琐还影响测试精度。所以,本文提出了一款吸波/半反射/全反射自由切换的吸波超表面,用于混响室中对其相干带宽的调控。该结构在设计中引入了PIN二极管,通过逐行调节超表面单元的偏置电压,可实现三种模式之间的自由切换。测试结果表明,在2.4GHz处所设计的吸波超表面的吸波率可达91%,随着控制超表面处于反射模式数量的逐渐增多,混响室的相干带宽逐渐减小。
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