引言

隨著現代通信雷達技術的迅猛發(fā)展，“看不見、摸不著”的電磁波無處不在。在利用電磁波進行無線通信時，也承受著電磁波帶來的危害和不便。民用方面：在機場，各航班因相互間的電磁波干擾無法準點起飛；在醫(yī)院，移動電話通常會干擾各種電子診療儀器的正常工作；在家里，各種家用電器的使用也會造成一定的電磁泄漏。軍用方面：在軍艦、導彈等應用平臺上，多套長距離或短距離通信系統(tǒng)和實現偵查、防御及干擾的雷達系統(tǒng)之間的電磁干擾不可小覷；同時，各種導彈、飛行器外表面或通信雷達系統(tǒng)中天線部件因金屬材質對電磁波有強烈的反射而容易被敵方雷達探測到。在諸如以上實際工程問題的驅動下，對吸波材料的研究迅速成為電磁領域里的新熱點。

許多公開發(fā)表的文獻資料表明可設計一種頻率選擇表面[1-8]加載的介質天線罩。在天線的工作頻帶內，天線罩對于天線來說是電磁透明的，對天線輻射出來的電磁波衰減很小，天線可以自由收發(fā)信號。在天線工作頻帶外，天線罩能吸收掉罩外來波，不向來波方向或任意方向反射，從而降低外界來波對天線的干擾，或者實現天線的隱身。因此，這樣的天線罩同時具有透波和吸波功能。很多現有研究成果利用頻選表面周期結構和帶有電阻性或磁性的周期結構相結合實現了一個透波頻帶（即天線工作的通頻帶）和通帶外一側（或高于通帶的頻帶或低于通帶的頻帶）的吸波頻帶。電阻性周期結構通常由集總電阻或電阻薄膜實現。

2004年，作為二維材料的石墨烯[9-16]被首次發(fā)現。獨特的能帶結構使其擁有一系列優(yōu)異的物理、化學性質。通過研究表明，與石墨、碳納米管等碳系材料相似，它同樣具有電磁屏蔽和吸波的功能。因它由單層碳原子構成，厚度僅為一個碳原子厚度，因此是目前已經發(fā)現的最薄的吸收材料。將石墨烯作為吸波材料的研究主要有兩個方向：一方面是從材料學出發(fā)，研究基于石墨烯的復合吸波材料的制備方法以及吸波性能；另一方面是基于石墨烯的電磁特性，研究石墨烯對電磁波的調控效果。

基于以上研究背景，本文提出一種新型石墨烯-頻率選擇表面復合的電磁超材料。它通過附著在介質基板上的金屬頻率選擇表面和石墨烯來實現一個透波通帶；同時，在通帶兩側分別有一個吸波頻帶，即單透雙吸的電磁特性。該結構的透波通帶為34.45 GHz~36.98 GHz（絕對帶寬為2.53 GHz）。吸波頻帶分別為31.18 GHz~32.95 GHz（絕對帶寬為1.77 GHz）和38.17 GHz~39.52 GHz（絕對帶寬為1.35 GHz）。

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作者信息：

劉博源，魏利郝，張海福，宋慶輝

（中國電子科技集團公司第五十四研究所，河北 石家莊 050081）