吸波器是一种重要的功能器件,它在隐身技术、微波通讯、微波暗室、电磁兼容等方面有着非常重要的应用。随着电子化和信息化的高速发展,各种电子设备产生的辐射越来越多,传统的吸波器已经不能够满足现代电子信息条件下的要求,因此对吸波器的质量、尺寸、抗环境干扰和稳定性等性能提出了更高的要求。人工电磁材料吸波器由于其具有厚度薄、吸波性能高等优点而得到了日益广泛的应用。本文对多频组合人工电磁材料吸波器及多层级联人工电磁材料吸波器进行了深入的研究和设计。本文研究的主要内容主要有以下几个方面:1.对基于电磁谐振的人工电磁材料吸波器的基本结构单元进行了设计,通过将多个在不同频率点谐振的谐振器进行叠加组合来实现宽带吸波效果。首先,使用高频电磁仿真软件CST对人工电磁材料吸波器单元的不同结构以及尺寸进行了仿真优化,并分析了结构尺寸、入射角度以及极化方式对吸波率的影响;然后根据等效电路理论和传输线理论,建立了基于电磁谐振的人工电磁材料吸波器的等效电路模型,并对其进行了理论分析;最后根据谐振频率、反射系数和等效电路模型对等效电路中电阻、电感和电容进行计算来获得其集总元件的参数,并用ADS对等效电路进行了仿真以验证等效电路的正确性。2.提出了一种多层宽带人工电磁材料吸波器的快速设计方案。通过分析多层人工电磁材料吸波器的等效电路及其与单元结构之间的关系,实现了多层级联人工电磁材料吸波器的快速设计,之后再结合粒子群优化算法确定吸波器的最优性能以及对应的结构参数。与传统的设计方案相比,该设计方案具有速度快、占用内存小等优点。为了验证方案的正确性,设计了一个宽带三层人工电磁材料吸波器。最终得到的吸波器在2.0GHz-17.5GHz的频带内实现了90%以上的吸波率。仿真结果很好地验证了该设计方案的可行性和高效性。3.利用提出的多层宽带人工电磁材料吸波器快速设计方案,分别对基于方形电阻膜贴片的一层、两层和三层结构的人工电磁材料吸波器进行了设计。之后对方形结构的人工电磁材料吸波器进行了改进,提出了一种交指形单元结构。与方形结构相比,该结构能够增加等效电路中的电容,以拓展吸波带宽。对方形结构吸波器进行了实物样品加工,并对样品进行了测试。