三维超宽带电磁能量吸收体设计
1、选题说明（研究的目的及意义）
电磁超材料通常由于具有一些特殊的物理特性[1]-[3]，因此在材料研究领域成为近年来的一个研究热点。通过对超材料单元结构的物理尺寸和形状的人为调节，就能获得我们所需要的电磁超材料的电磁参数。因此电磁超材料产生了例如电磁隐身等独特的应用。超材料吸波器拥有传统的吸波材料所不具备的吸收强、质量轻、厚度薄、频率可调等优点，但其吸收宽带一般较窄，因此通过设计设计不同的宽频带超材料吸波器结构，对其进行数值仿真后得到吸收率和反射率，对高吸收率的频带进行有效的拓宽，最终得到吸波效果更好，吸波频带更宽，带内吸波效果更加稳定的单元结构。
2、文献综述（国内外研究现状）
由于新型电磁超材料制成的吸收体可以在谐振的频率附近产生强烈的损耗，并且具有良好的吸收效果。近年来，国内外对新型电磁超材料吸收体的研究已经扩展到了很宽广的频率范围。并且得到了很多优秀的研究成果[5]-[12]。
2008年，兰迪和史密斯等人设计了一种能够完成在微波频段对电磁波具有较完美吸收的吸波器结构。实验结果表明，该结构可吸收超过88%的正常入射在11.5GHz频率附近的电磁波。同一年，胡涛，兰迪等人将这种结构改进扩展到了太赫兹频带，并设计了具有很高吸收率的吸收器[13]。如图（a）所示显示了这种吸波材料的结构单元。通过调节电谐振环和切断线的大小可以得到良好的吸收率。从图（b）中可以看出，在1.3THz的频率下，模拟和实验测得到的吸收率分别为70%和68%，细小的偏差主要是实验存在一些不可预知的误差造成的。
- 结构单元的示意图 （b）数值仿真和实物测量得到的吸收谱
从那时起，人们开始研究在各种频段范围内的吸收器。2012年东南大学的科研团队在太赫兹频段提出了一种新的三波段人造电磁波吸收体[14]，其结构单元如图（a）所示，用于金属环和背板的材料是铝，所使用的介质材料是聚酰亚胺，其数值结果如图（c）所示。
- 结构单元的示意图 （b）实物的部分视图
（c）数值仿真、实物测试和由模型计算得到的吸收谱
