碳纳米管负载CoFe_2O_4对电磁波吸收频段低频迁移的影响

使用无机液相热晶化法,使纳米CoFe_2O_4负载在碳纳米管上。测试其对0.8~1.8GHz频段电磁波的吸收性能,并讨论纳米CoFe_2O_4与碳纳米管负载体系对电磁波吸收频段迁移的作用。

三维螺旋超结构/介质的低频协同效应及其吸波蜂窝制备

目的拓展蜂窝吸波材料的低频吸收性能,提出一种三维螺旋超结构复合吸波蜂窝的设计方法。方法在吸波蜂窝中加载三维螺旋超结构,使用电磁场理论和等效电路理论定性分析螺旋超结构对复合蜂窝吸收性能的调控作用,以优化螺旋超结构的参数。结果入射电磁波在螺旋超结构表面激发驻波电流,产生强烈的电共振和磁共振,与蜂窝损耗介质产生协同吸收效应,增强了吸波蜂窝的低频吸收性能。结论仿真和实验结果表明,加载三维螺旋超结构使得吸波蜂窝的低频吸收性能显著增强,在1~6 GHz频段的平均反射损耗从−3 dB增强至−10 dB。

旋磁铁氧体在实现低频电磁波吸收中的作用

本文研究了旋磁铁氧体材料在不同条件下(磁化状态,大块材料和离散的阵列形式)对低频电磁波的吸收性能以及铁氧体基元间的耦合作用对吸收带宽的影响.研究结果表明,通过旋磁铁氧体在吸波材料中的结构设计可以实现对低频电磁波的高效吸收.文中4 mm大块薄层旋磁铁氧体反射率的–10 d B频点能低至0.48 GHz,并可以通过调整偏置磁场的大小或者离散铁氧体基元的大小灵活地改变共振频率.引入不同尺寸的基元形成的多谐振峰及其相互的耦合可以有效拓展–10 d B带宽,并且这种展宽作用在不同的磁化状态下都是有效的.当采用横向偏置场700 Oe时,两基元吸波材料–10 d B带宽可达单个基元各自作用带宽之和的105.7%.

单稳态声学超材料吸收器动力学特性

针对单稳态声学超材料吸收器低频吸收带宽较窄的问题,采用Lindstedt-Poincare(L-P)方法,研究了系统的振动响应与频幅响应特性。在平面波激励作用下,求解了系统振动的近似解及频率-振幅响应方程,并进行数值仿真。结果表明:L-P法解得的近似位移响应曲线与龙格-库塔法数值解曲线相吻合;弱的非线性导致系统低频吸收带宽较窄;在深亚波范围,增强系统的非线性强度能够扩大低频吸收宽带,为声学超材料的设计提供理论支撑。

一种基于十字镂空结构的低频超材料吸波体的设计与制备

设计了一种十字镂空的超材料结构,与传统的铁磁吸波材料相结合,实现了低频吸收频带的扩宽.仿真结果显示,吸波体在2-4 GHz范围可以实现-10 dB以下的吸收,相比于没有加载超材料的情况,吸收带宽扩展了0.5 GHz.实验结果在2.5-5.1 GHz范围内也显示了相似的吸收曲线,低于-9 dB的吸收频带有0.48 GHz的扩宽,扩展了23%.不同结构的能量损耗密度分布表明,相比于无镂空的十字结构,镂空十字结构可以增加磁场能量损耗,加强单元结构之间的耦合,降低超材料对传统吸波材料性能的破坏.探索了传统铁磁吸波材料厚度的变化对吸波体吸收性能的影响,发现由超材料引入的附加峰位置不随着吸波材料厚度的改变而明显地移动.根据这个结果,进一步设计了由两种超材料叠加组合而成的吸波体,仿真结果和实验结果均显示,在降低了1.1 mm铁磁吸波材料层厚度的情况下,使低频吸收带宽又扩展了0.9 GHz.

暗声学超材料研究

由于普通材料的固有耗散在低频区域的微弱性,长久以来,低频声波的衰减一直都是一个颇具挑战性的任务.为了能够在100—1000Hz范围内完全吸收某些频率的低频声波,文章作者设计了一种薄膜型的暗声学超材料样品:它是由在弹性薄膜上镶嵌有一些非对称性的硬质金属片而制成.实验表明,该样品在低频区域几乎能够百分之百地吸收声波,而在共振吸收频率处,空气中的声波波长要比薄膜的厚度大3个数量级以上.当共振发生时,硬质金属片的"拍动"导致很大的弹性曲率能量聚集在金属片的边界附近.由于薄膜的拍动模式与声波的辐射模式仅存在微弱的耦合作用,而弹性薄膜的整体能量密度又比入射声波的能量密度大2—3个数量级,该样品本质上是一个开放的共振腔,这也是它能够高效地吸收低频声波的原因所在.