摘要 针对隐身目标低频超宽带电磁吸收的需求,提出了一种基于多机制协同的设计方法,通过结合磁性材料和阻性表面的损耗特性,并联合等效电路模型和遗传算法实现快速阻抗匹配和参数优化,实现P-Ku波段低频宽带吸波体设计.本文理论分析了磁性材料降低吸波体厚度和提升低频吸波性能的机制,通过磁性材料和阻性表面协同设计,实现P-L频段内优异吸波效果.进而,通过多层阻性表面级联结构补偿S-Ku波段内的吸波性能,实现P-Ku超宽带高性能吸波体设计.设计的低频超宽带吸波体在0.3～0.33 GHz和0.33～18 GHz内分别实现至少-8 d B和-10 dB的反射损耗,厚度仅为0.027λL（λL为最低频率处的波长）.同时,该吸波体具有大角度稳定性,在TE极化波和TM极化波斜入射下依然保持良好的吸波性能.最后,进行了加工和实验测试,结果表明该吸波体具有低频超宽带吸波性能以及宽角度稳定特性.

关键词 多机制协同设计; 磁性材料; 阻性表面; 低频超宽带; 超材料吸波体; multi-mechanism collaborative design; magnetic material; resistive surface; low-frequency ultra-wideband; metamaterial absorber

摘要 类周期结构具有独特的电磁波调控特性,在天线、雷达探测、目标隐身等领域具有重要研究价值,而针对大尺度类周期阵列的高效精确电磁仿真一直是电磁计算领域的重难点问题.本文从类周期阵列几何相似性出发,提出了一种具有函数复用机制的并行综合函数法(parallel synthetic basis functions method, p-SBFM),首次实现并验证了p-SBFM在多构型类周期阵列分析中的有效性.相比传统电磁数值算法, p-SBFM在大尺度类周期阵列分析中,能够在一定程度上克服精度、效率、内存消耗三方面指标难以兼顾的难题,为类周期结构的工程应用提供理论分析和仿真手段.

关键词 类周期结构; 综合函数; 并行计算; 矩量法; 电磁仿真; quasi-periodic structures; synthetic functions; parallel computing; method of moment; electromagnetic simulation

摘要 针对传统超表面存在大角度电磁性能恶化问题,提出了广义布儒斯特波阻抗匹配理论,实现超表面电磁性能的超宽角域稳定性.首先针对超宽角域透波问题,将超表面本征参数由各向同性标量推广至各向异性张量,建立包含入射角变量的各向异性超表面特性阻抗模型,推导了全角域透波的广义布儒斯特波阻抗匹配条件,将单一角度下的传统布儒斯特理论推广至整个角域.接着,针对电磁吸波问题,进一步将本征参数张量从实数域推广至复数域,建立了吸波超表面的复反射系数的角域模型,推导实现双极化超宽角域吸波的广义布儒斯特复波阻抗匹配条件,将广义布儒斯特波阻抗匹配理论由超宽角域透波推广至超宽角域吸波.最后,根据该理论分别研制了超宽角域透波和吸波超表面,仿真和实验均证明了它们在0?～80?超宽角域内的透波性能和在0?～75?超宽角域内的吸波性能.

关键词 超表面; 超宽角域; 斜入射; 广义布儒斯特理论; 本征参数张量; metasurface; ultrawide-angle; oblique incidence; generalized Brewster theory; constitutive parameter tensors;