关键词：人工电磁材料;3D打印;吸波器;超常规透射;柔性衬底;开口谐振环
摘 要：人工电磁材料(超材料)作为一种新型材料自二十世纪末期开始被研究人员重点关注,该材料利用人工设计的特殊周期结构显现出一些奇异的电磁特性,这些特性主要有逆契仑可夫效应、逆多普勒效应和逆斯涅耳折射现象。并且,这些奇异特性使人们对人工电磁材料的未来发展愿景有了很大期待。在无线电波中有一个有限频带那就是微波,频率值为300MHz至300GHz之间,波长位于1mm至1m之间。微波本身属于电磁波的一类,因此波粒二象性也是它的特性之一。微波的性质一般表现出来的现象是吸收、反射和穿透。微波能够穿越的器皿有瓷器、塑料和玻璃。而能够将微波反射出来的材料通常是金属类。3D打印是“第三次工业革命”的核心技术,是快速成型技术的一种。而纺织面料以其经济性、多样性和易弯曲的特点也被广泛应用。本文基于人工电磁材料、3D打印技术和纺织面料的各自优点,对由3D打印骨架及纺织面料基体的人工电磁材料进行了研究。本文主要的内容为:1)综合叙述国内外人工电磁材料的研究进展,阐述了人工电磁材料的原理和应用。2)详细论述了人工电磁材料的设计及制备方法。3)基于3D打印技术,设计制备了一种“镂空正方体”人工电磁材料结构,在不同的波段能实现透射增强和产生强电磁谐振;设计了一种三维微波非对称传输超材料结构,研究了其在微波段的电磁传输特性,研究表明电磁波在该材料中传输时能实现“左-右旋”极化旋转。4)基于纺织面料及吸波原理设计了一种超材料吸波器,该结构在7.63GHz处,对电磁波的吸收率达到98.70%,并对其结构进行了优化。
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