加载高介电薄层的宽带频率选择表面吸波材料设计与增宽研究

本文主要探讨了加载高介电薄层的宽带频率选择表面吸波材料的设计与制备。该研究的核心是针对传统窄带型吸波结构如Salisbury屏和Jaumann结构的局限性进行改进。Salisbury屏通过在金属背板前放置电阻层来实现特定频率的吸收，但其吸收带宽有限。Jaumann结构虽然能吸收多个频率，但结构较厚，限制了实际应用。 作者们创新性地采用了损耗频率选择表面（LFS）作为关键组件，这种表面利用了低频段的电容效应和高频段的电感效应，从而实现宽带吸波性能。他们设计的吸波材料由FR4介质板、电阻损耗型频率选择表面、聚氨酯泡沫和金属背板组成，形成一个集成的结构，这使得吸波材料能够在3.6~24GHz的宽频段内实现超过90%的吸收效率，相对带宽达到了带宽极限的58.0%，比未加载高介电薄层的优化带宽提高了11.0%。这一成果证明了加载高介电薄层对拓宽吸收带宽有着显著的结构优化作用。 此外，通过Smith圆图的分析，研究者还从阻抗匹配的角度进一步解释了加载高介电薄层如何提升吸波材料与周围环境（如空气）的匹配度，从而实现更宽频段范围内的强吸收。这种设计方法使得电磁结构与力学性能相兼容，对于实际工程应用具有较高的价值，因为它不仅关注电磁性能，也考虑到了材料的机械稳定性。 本文的研究成果对于高频通信领域，特别是在雷达和无线通信设备中，设计具有宽频谱吸收能力的表面吸波材料具有重要的理论指导意义和实际应用前景。同时，它也为未来的多功能复合材料设计提供了新的思路和技术手段。