超材料因具有单一自然材料所不具备的独特电磁特性而受到广泛关注,被广泛应用于各种微波功能器件,如偏振转换器、滤波器和吸波器等。吸波超材料作为超材料应用的一个重要领域,由于具有质量轻、吸收强且吸波频段可调控等优势,已成为吸波材料的新研究热点。同时,随着吸波材料“宽、薄、轻、强”的发展趋势,对吸波超材料也提出了更高的要求。本文针对吸波超材料,通过S参数反演法获得等效电磁参数,从而构建阻抗匹配分析模型,同时结合电磁场和功率损耗分布,分析了内在吸波机理及其结构参数的影响,且利用结构设计、叠加原理和引入磁性介质等方式以实现宽频、高吸收且超薄的研究目标。1、通过对吸波超材料进行“开窗”处理,解决了等效媒介理论中的反演法不能适用于带金属背板超材料的问题,从而为吸波超材料的设计以及吸波机理分析奠定了理论基础。2、在经典吸波超材料结构基础上,设计了三种高吸收且超薄的吸波超材料,其中,Ⅱ形吸波超材料综合性能优异。在材料厚度为0.6mm时,Ⅱ形吸波超材料的吸收峰位于14.93GHz处,其反射率和吸收率分别为-33.32d B和99.95%,其有效吸波带宽（吸收率90%及以上的带宽）1.65GHz。通过叠加原理设计,实现了有效吸波带宽有效增加。如K和Ⅱ图形横向叠加设计,该吸波超材料在厚度为1mm时,有效吸波带宽达到3.63GHz,其吸收峰值位置分别为14.21GHz和16.42GHz,对应的反射率峰值分别为-41.16d B和-13.13d B。同时采用等效媒介理论和等效电路理论,深入地分析了其吸波机理和损耗机制。3、通过与磁性吸波材料结合,调整吸波超材料结构,能够有效拓宽其吸波带宽。以Fe BY5磁性材料为介质,结合结构设计,获得了三种宽频、高吸收且厚度薄的吸波超材料。其中,C形吸波超材料在厚度为2.9mm时,其有效吸波带宽达到10.64GHz;以Fe Si Al磁性材料为介质,结合结构设计和介质层的叠加设计,进一步拓宽了有效吸收带宽,其中,当厚度为4mm时,基于Fe Si Al/IIR和FR4材料复合结构的O形纵向叠加吸波超材料的有效吸波带宽达到了12.01GHz;以Fe Si BPCu Y5磁性材料为介质,能够获得综合性能更加优越的吸波超材料。其中,在厚度仅为1.7mm时,基于Fe Si BPCu Y5/石蜡和FR4材料复合结构的O形吸波超材料的有效吸波频带为9.43-17.89GHz,带宽达到了8.46GHz。研究结果表明,基于磁性介质设计的吸波超材料设计兼顾了磁性材料和超材料吸波特性,克服了吸波超材料有效吸波带宽窄的缺陷,为宽频、轻质吸波材料的开发开辟了新途径。