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基于等离子体超材料局部场调控特性的低频吸波材料设计方法
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TN811;O441.4

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国家自然科学基金重点项目(U21A20428)


Absorption Enhancement of Low-Frequency Microwaves by Modulating Local Magnetic Fields Using Plasmonic Metamaterials
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    摘要:

    实现低频段雷达波的高性能吸收,通常需要增大磁性吸波材料(MAs)的厚度,这无疑会增加吸波材料的重量,制约实际应用潜能。对此,本文我们提出了基于等离子体超材料(PM)调控传统磁性吸波材料内部磁场的方法,利用金属短线调控磁场分布的特性,通过增强其与底层金属底板之间整个局部空间的磁场强度,在其中加入传统磁性吸波材料后,就能有效提升传统磁性吸波材料的吸波性能,进而使整体结构在其工作频段都具有较强的吸波性能。仿真和实验结果表明:垂直入射时,所设计的吸波超材料可在0.9~2.2GHz频段内实现高效吸收,入射角逐渐增大到60°时,90%的吸收带宽仍可以达到0.73~3.12 GHz。该设计方法在雷达隐身、电磁兼容和通信等领域都具有较大的潜在应用。

    Abstract:

    In order to realize the absorption of radar waves in low-frequency band, the thickness of Magnetic Absorbers (MAs) or the weight is on the increase under normal conditions, and actual applied potentialities are restricted. For the above-mentioned reasons, this paper proposes a method based on Plasma Meta-material (PM) to regulate the internal magnetic field of conventional MAs. The short metal wires are utilized for enhancing the magnetic field distribution in the entire local space between it and the metal backboard, and the overall structure will have a stronger absorption after adding conventional MAs. The simulated results show that the proposed Plasma Meta-material Absorber (PMA) can achieve efficient absorption in the frequency band of 0.84~2.08 GHz at vertical incidence, and the bandwidth of -10 dB can still remain 0.7~2.95 GHz even at an incidence angle of 60°. This design method may find the potential applications in the fields of electromagnetic compatibility, wireless communication, and so on.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

王振旭 , 王甲富 , 熊鑫蒙 , 富新民 ,丁畅 , 韩亚娟 , 孙杉.基于等离子体超材料局部场调控特性的低频吸波材料设计方法[J].空军工程大学学报,2024,25(1):11-16

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  • 在线发布日期: 2024-02-20
  • 出版日期: 2024-02-25