微波吸收材料在实现电磁防护与兼容,提升武器装备的雷达波隐身能力等领域发挥着重要作用。随着微波电子系统朝着小型化、轻型化的方向发展;雷达探测技术向着低频化、多频化的趋势持续推进,兼具物理空间占用率小、工作频率低且频带宽、吸收强度高等特点的吸波材料将成为该领域的研究焦点。传统吸波材料存在难以突破的性能瓶颈,而超材料以其超薄厚度、可设计性强、吸收强等特点成为今后发展的主要方向,但存在低频单元尺寸大、吸收频带窄等问题。在这一背景下,我们开展了以下两方面的工作:首先,针对低频吸波超材料单元过大的问题,提出了一种小周期多层单元实现低频强吸收效果的吸波超材料。该设计通过在分层介质基片上交错式地叠放栅状超表面,在1.2 GHz获取了强度高于95%的吸收,超材料的单元周期p控制在了λ₀/20以内;厚度t则控制在了λ₀/160以内（λ₀为真空中的工作波长）。该方案显著地改善了超材料工作波长对周期尺寸的依赖性。更重要的是,随着叠加层数n的进一步提高,周期/波长比是近似呈1/4n变化,这表明着该设计在缩减吸波体对物理空间的横向占用上尚有极大地拓展空间。在此基础之上,我们还提出了基于方形贴片阵列的极化不敏感型吸波超材料、多层透明型低频吸波超材料、轻质化的网格状吸波超材料等优化方案。然后,为了拓展小周期单元吸波超材料的宽频工作性能,基于超材料的共振路径设计与调节提出了一种吸收峰机械可调设计方案。首先,基于模块可分离的组合式模型构筑了一种能够在一维方向上产生几何重构的吸波超材料。其中,该吸波体滑动板块的位移会带来结构整体上等效电路参数的变化,进而会对该吸波体的频率响应特征产生影响。由此可以通过调整吸波超材料的关键几何参数来实现对其吸收频率的调节。基于同一原理,引入了可旋转型多重嵌套谐振环作为几何重构元素,构建立式的机械可调型设计。在这其中,滑动与旋转调节均是在面内实现的,并不会带来吸波超材料轮廓与空间占用上的变化。这些方案在兼顾体积小型化的前提下基本上可以在L波段（1-2 GHz）获得600 MHz以上的调节范围同时兼具90%以上的吸收强度。