超材料吸波体由于在隐身、探测和通信方面具有重要的应用价值,已成为超材料领域的一个研究热点,随着对超材料吸波体的深入研究,发现仅对某一特定频率实现超吸收的性能已无法满足实际需求。因此设计并制造一种具有振幅调制特性的超材料吸波体具有非常重要的意义。本文基于石墨烯在电场和光场作用下电导率可调的特性,首先设计了一种石墨烯与金属混合结构的单频振幅可调的超材料吸波体,并利用CST Microwave Studio软件进行仿真,结果表明:改变石墨烯的费米能级可实现对中心频率振幅的调制,调制深度最大可达58.6%,且当石墨烯费米能级为0eV时,结构参数的改变可使吸波体的中心频率产生规律性的偏移。然后以单频超材料吸波体为基础,综合运用不同尺寸结构叠加扩展频宽的原理,又设计了一种宽频振幅可调的超材料吸波体,并模拟分析了石墨烯费米能级和入射角度对其吸收率的影响规律,结果表明:该吸波体在0eV时,宽频吸收频带为15.8~18.9GHz时,平均吸收率为96%;在0.3eV时,吸收率下降到57%,调制深度为40.6%,且对所有入射角的吸收效果大致相同。通过对石墨烯与金属材料性能分析,采用两次光刻与刻蚀工艺完成金属十字架与石墨烯方环混合结构的超材料吸波体制作实验。利用空间波法对宽频超材料吸波体在不同外加电压下的吸收率进行测试,结果表明:外加电压为0V时,平均吸收率为70%左右,带宽为2.8GHz左右;外加电压为22V时,平均吸收率降到48%左右,电控调制深度为31.4%,与仿真结果一致。测试中发现,外加偏置电压的同时引入外加光泵浦能量可增加超材料吸波体的调制深度,实验中外加电压同样为0V和22V,泵浦功率为17mW,其电光调制深度增加到42%。研究结果表明:利用石墨烯电导率可调特性可同时实现吸波体的超吸收和电控振幅可调。将不同尺寸的石墨烯-金属混合结构吸波体相互叠加可实现宽频吸收;通过改变石墨烯外加电压可改变石墨烯的载流子浓度,从而实现宽频吸波体振幅可调;对超材料吸波体外加偏置电压的同时引入外加光泵浦能量可增加调制深度。