在军事国防领域,军事武器的隐身研究一直是各国研究的热点与难点。隐身技术可以控制、抑制目标特征信号,提高武器平台的生存率。天线是通信信号收发的主要器件,通常是系统中的强散射源,天线的隐身特性是整体结构隐身能力的重要决定因素之一。天线隐身可以分为工作频带内隐身和工作频带外隐身,通过加载不同形式的电磁隐身材料,可以对天线的带内和带外隐身性能同时或分别进行调控。带通型频率选择表面可以透过带内电磁波,对带外电磁波进行反射,以此为基础的天线罩可以实现天线的带外隐身;频率选择吸波体在带通型频率选择表面的基础上发展而来,可以透射带内电磁波,吸收带外电磁波,实现天线的带外双/多站隐身;棋盘型排布的极化转化表面可以对入射电磁波无源对消,作为覆层加载在天线中,可以同时实现天线的带内与带外隐身。论文分析了近年来电磁隐身超材料的研究热点,主要内容包括以下几个方面:1、设计了宽频带带通型频率选择表面。带通型频率选择表面在带通频率范围内实现电磁波的透射,并对带外电磁波进行反射,可应用于雷达罩等隐身领域。论文采用多层级联结构,使频率选择表面通带覆盖X波段,实现了高角度稳定性和通带带内低插损特性,并通过等效电路仿真分析了宽频带带通型频率选择表面的工作原理。宽频带带通型频率选择表面在0?-60?的入射角度范围内,-3d B通带带宽可以覆盖雷达探测X波段。2、设计了基于极化转化表面的高性能天线。极化转化表面单元和镜像单元可以将入射电磁波反射为交叉极化形式,并产生+90?和-90?相移,两者的相位差为180?,将极化转化表面单元与其镜像单元棋盘型排布,组成电磁材料覆层,利用无源对消技术,在宽频带范围内实现隐身;人工磁导体可以改变入射电磁波的反射相位,将加载人工磁导体的微带天线与电磁覆层组成Fabry-Perot谐振腔,在提升微带天线增益的同时,降低了腔体的剖面高度。基于极化转化表面的高性能天线在9.84GHz-10.23GHz的工作频率范围内增益提高显著,在频率9.9GHz处,设计天线的增益提高了7.4d Bi,在9.61GHz-21.5GHz的频率范围内实现RCS大幅减缩,Fabry-Perot谐振腔剖面高度为0.35?(?为中心频率对应的波长)。3、设计了宽频带“吸波-传输-吸波”型频率选择吸波体。“吸波-传输-吸波”型频率选择吸波体单元在传输频带的两侧,分布有高、低频吸波带,通过在该型吸波单元上方加载介质损耗层,在保证传输特性、高频吸波性能不变的情况下,展宽低频吸波带,从而展宽整体吸波频带。宽频带“吸波-传输-吸波”型频率选择吸波体在3.69GHz-17.12GHz的频率范围内,反射系数均小于-10d B;在10.45GHz-11.83GHz的频率范围内,传输系数大于-3d B;在3GHz-9.42GHz和12.62GHz-17.32GHz的频率范围内,吸收率大于0.8。