电子信息技术持续更新,电子对抗技术蓬勃发展,雷达隐身需求日益严峻。电磁干扰不但影响电子设备的安全运行,而且对人类的健康造成损害。在军事上,武器装备的雷达隐身能力直接影响其战斗能力。本文通过数值分析明确了非磁性材料在2-18 GHz范围内电磁波有效吸收时的介电参数的范围与关系。通过石墨烯、碳纤维、乙炔炭黑、羧甲基纤维素热解碳四种碳材料对数值分析的结果进行实验验证。通过对测得不同填充率的碳材料吸波剂的介电常数,拟合并验证了填充率与介电常数的关系,进而得到了填充率与介电常数实部、虚部以及介电损耗角的关系。建立了填充率的填充标准,结合数值分析的结果,可以定量化的获得指定的吸波性能。对指定频率时,对其匹配厚度进行优化,建立了定频最有厚度标准。根据分析电磁参数关系,提出了特定频段如何获得最大有效吸收带宽的的方法。数值分析的建立、验证与标准建立这部分研究,为非磁性吸波材料性能优化提供了方向、目标性能的确定提供了思路,避免了大量的重复工作,同时避免了实验的盲目性。通过溶胶凝胶法、水热合成法、冷冻干燥法、化学气相沉积法制备了一种多级碳基吸波材料。首先通过改变化学气相沉积过程中的保温温度,探索了保温温度对碳纳米管生长的影响以及对多级碳材料吸波性能的影响。样品在保温温度为700℃时表现出最好的吸波性能,匹配厚度仅为1.7 mm的情况下,反射损耗达到了-48.598 d B,其有效吸收带宽为4 GHz。其次,通过改变催化剂四水合乙酸镍的浓度,获得了不同催化剂浓度催化的多级碳材料,研究了催化剂浓度变化对多级碳材料吸波性能的影响。在匹配厚度仅为1.5-2 mm的情况下,有效吸收几乎覆盖了X和Ku波段。最后,通过在多级碳材料上具有透波性能的锌铝硅微晶玻璃,起到调节阻抗匹配、丰富吸波机制的作用。在填充率为7 wt.%的条件下,反射损耗达到-54.324 d B,匹配厚度为2 mm,其有效吸波带宽覆盖了整个Ku波段。通过对介电常数、阻抗匹配、弛豫强度、衰减常数、四分之一波长理论、雷达反射截面进行分析,深入探索了多级碳材料的吸波机理。