超材料是由周期性排列的结构单元组成,通过合理的结构参数调节,便可实现自身一些特殊的电磁特性。因此,超材料吸波体(MA)成为各领域研究人员关注的热点,并被用于各种新型微波器件的研发,如在无线电通信、天线和电磁兼容等领域都有应用。在本文中,通过研究超材料吸波体的结构特性及吸波机理,提出了两种周期性结构的宽频带超材料吸波体。其针对超材料吸波体的设计思想,开展了基于电阻片及半导体材料的不同的表面谐振结构的超材料吸波体的研究与仿真优化工作。本文的主要工作内容概括如下几点:(1)开展了基于金属谐振环的单频、多频和宽频带超材料吸波体的研究工作。首先,研究了基于单圆环结构的超材料吸波体,通过改变其结构参数,探究该吸波体的频率调节的规律。其次,通过对双圆环结构超材料吸波体的研究,分析其实现多频吸收的规律。最后,通过调节超材料吸波体的双圆环结构尺寸和排布方式,探究其实现宽频吸收的方式。(2)开展了基于半导体材料和金属贴片混合的新型超材料吸波体的研究工作。首先,利用半导体材料的高介电常数及其能够在高频段实现电谐振和磁谐振的特性,提出了一种工作在红外波段的超材料吸波体。其次,对该吸波体的输入反射系数、极化角、入射角及吸波机理等性能进行数值模拟仿真。仿真结果表明,其在98THz-152THz的频率范围内,超材料吸波体的吸收率均大于90%,相对带宽达43.2%,最高吸收率近乎100%。同时,该吸波体还具有极化不敏感及良好的宽入射角特性。(3)利用电阻片可以提高电流通过率,使吸波体的吸收更加充分的特性,提出了一种基于电阻片的新型超材料吸波体。首先,对该超材料吸波体进行模拟仿真。仿真结果表明,在17THz到224THz的红外波段范围内可以实现90%以上的超宽带吸收。其次,这种结构可以实现宽入射角,对TE和TM偏振波都可以达到60°以上,同时,该吸波体极化不敏感。通过仿真研究证明了所述的超材料吸收波体可以实现超宽带吸收特性,为拓宽吸波体的带宽提供了一种新的思路和方法。