吸波材料指的能够有效吸收入射电磁波,使得反射波和透射波能量很小。吸波材料主要运用于军事隐身、雷达RCS缩减、微波暗室以及电磁兼容等领域。近年来,随着对吸波性能的要求越来越高,电路模拟吸波成为了一个研究热点,产生了许多超宽带、低剖面的吸波结构、但同时高性能、大角度吸波也是难点。本文运用等效电路的理论基础、通过差分进化算法优化设计出一款高性能吸波结构,之后加载宽角匹配层优化角度吸波,使得角度吸波得到明显的改善,主要研究内容如下:1、首先从阻抗匹配出发,计算出满足-40dB的S11所需的输入阻抗的实部和虚部范围。然后从等效电路出发,对已有的频率选择表面的解析公式进行分析计算,以-40dB为高性能指标,理论和仿真分别优化出条带、单环、双环最优-40dB带宽,结果表明理论计算结果和仿真结果基本一致。之后定性的讨论了条带、单环、双环带宽中各个谐振点产生的原因。以上结构都是单层设计,为了能够实现更大带宽的高性能吸波,之后进行多层设计,结果发现能够极大的扩大吸波带宽。2、对多层结构的解析优化设计,通常会面临参数较多,无法解析优化出最优解。差分进化算法具有全局搜索性强,但局部搜索能力弱的特点,这样后期容易出漫游的现象,而将差法进化算法于粒子群算法结合,则可以完美的解决这个问题。本文通过这两个算法的结合,在通过MATLAB与CST交互仿真优化,首先设计出一个双层双环结构,-10dB百分比带宽达到161.23%,证明了算法的可行性。之后设计出多个双层的吸波结构,通过比较,发现双层十字架结构具有62.46%的-40dB的吸波带宽。对其加工测试,测试表明,该结构在6~12GHz具有较高性能的吸波特点,最后,通过在结构上端加载宽角匹配层来改善入射角吸波。3、文章最后首先采用可调谐、水介质等新兴技术的对原有结构性能改善的方案验证。首先设计出石墨烯可调谐结构,对可调谐技术有初步的认识,将其运用到上述结构中,对其角度可调谐,改善其角度吸波性能。通过运用水介质频散以及相对介电常数虚部高的特性,来改善吸波结构性能。最后进行三层结构进行验证设计,计算其带宽,发现-40dB的S11带宽达到了80%。