随着现代电子技术的迅速发展,超材料成为近年来国际学术界的一个研究热点,在雷达、天线隐身、电子对抗等国防技术领域拥有很大的研发潜力和应用空间,它的发现为电磁理论领域开辟了一个全新的研究方向。传统的雷达吸波材料由于自身存在着诸如重量大、厚度大、自适应能力弱等缺点,使其在应用上受到了限制。超材料吸波体作为超材料研究领域的一个分支,它通过实现与自由空间的阻抗匹配,使入射电磁波在结构的表面不被反射的进入到吸波体结构内部,在介质损耗和欧姆损耗的作用下把电磁波转化为热能消耗掉,从而实现对电磁波的完美吸收。因此,利用超材料技术设计新型的吸波材料已成为电磁领域一个新的研究方向。在此背景下,本文的主要工作是在研究超材料吸波体工作机理的基础上设计对电磁波具有完美吸收特性的超材料吸波体,并对其在天线隐身方面的应用进行相关研究。本次课题的研究内容主要由以下三部分组成:第一部分,首先对本次课题的背景意义和国内外电磁超材料吸波体的研究现状进行了简要的概述,然后对电磁超材料的基本理论进行了分析,重点研究了超材料吸波体的吸收机理和电磁参数提取方法,接着介绍了吸波材料和天线的基本性能参数,在此基础上提出了本次课题的设计要求以及本次设计的主要规划。第二部分,设计了一款单频超材料吸波体,并对其在天线RCS减缩中的应用进行了研究。首先,设计了一种全金属背板结构的超材料吸波体,采用这种结构可以保证电磁波的透射为零,减少电磁波的空间散射。该吸波体在10.2GHz频段的吸收率达到99.9%,相比于以往的研究,该吸波体同时兼备很好的宽入射角、极化不敏感和工作频点稳定等特性。针对于吸波体其应用研究较少的问题,本文对吸波体在天线RCS减缩中的应用进行了研究。仿真结果表明,吸波体在不影响天线正常辐射的情况下对天线工作频带内的RCS具有明显的减缩作用,我们可以有效地将其用于天线隐身等领域。第三部分,为了增加吸波体的工作频段,本文采用双环嵌套结构设计了一款双频超材料吸波体,工作在6.3GHz和13.01GHz两个频段。设计的这款双频吸波体在两个工作频段实现与自由空间阻抗匹配的前提下,对垂直入射电磁波的吸收率保持在99%以上,同时设计的这款双频吸波体具有宽入射角、极化不敏感和工作频点稳定等特性,这是以往研究所不能同时兼备的。为了研究吸波体能同时实现对两个方向电磁波的吸收,本文设计了一款双向超材料吸波体。通过调节吸波体的结构参数,这款吸波体既可以实现对两个方向不同频率电磁波的吸收,也可以实现对两个方向同频率电磁波的吸收,再有这款吸波体具有宽入射角特性,吸波体可以实现对电磁波的近全向吸收。