微波可调谐频率超材料的制备与电磁分析

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xiaoming198877
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本论文主要针对微波频段内具有可调谐频率选择和隐身效应的超材料样品进行制备及电磁模拟分析。通过由液态金属构建的开口谐振环阵列嵌入到形状记忆环氧基体中制备形状记忆超材料样品。在超过形状记忆环氧树脂玻璃化转变温度时对样品进行拉伸,超材料样品对电磁波的选择性吸收效应会发生变化。本论文研究了形状记忆超材料阵列在二维平面方向拉伸时和改变超材料阵列中开口环谐振环数量时,其选择性吸收电磁波的性能。通过拉伸测试结果,确立了超材料样品所用的形状记忆环氧基材固化剂和环氧树脂的比例。利用有限元分析软件ABAQUS进行了拉伸仿真,利用模拟软件HFSS对超材料样品进行电磁模拟。首先,对1个超材料结构单元即1个开口谐振环进行模拟。当将其拉伸50%,超材料的共振频率发生了改变,从变形前的12.5GHz变成为13.8GHz。其电磁波散射效应被抑制了大约22%。8个结构单元的超材料样品和1个结构单元的超材料样品表现出了相似的性能,但是由于拉伸时发生的变形是非线性的,所以该结果有待验证。在电磁仿真分析的研究中,可通过利用转变方程、增加模型参数如不同的温度条件、不同的层厚以及模型的动态模拟等手段对性能预测的准确性进一步提高。本论文利用电磁模拟的手段展示了具有频率选择性的形状记忆超材料样品电磁频率选择性的基本功能,未来需通过实际实验对计算结果进行验证。本研究有效克服了超材料结构性能不易调节的弱点,开发出一种可以通过基体形变调节吸波性能的形状记忆超材料,在电磁频率调节、电磁屏蔽、散射抑制等方面有巨大应用前景。
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