基于集总元件的亚波长电磁超材料吸波器,因其厚度薄、吸波率强、谐振频率(或带宽)可调以及便于集成等优点越来越受到人们的关注。根据等效电路理论,超材料吸波器的结构可等效成一个由等效电阻、电容和电感串并联组成的电路模型,在吸波器顶层金属结构上加载集总元件可将电磁谐振转为电路谐振,通过调节集总元件的值来改变输入阻抗和损耗特性。这种利用“场”+“电路”的设计思想结合外加集总元件为吸波器的研究与发展提供全新的思路,也为实现宽频带吸收、中心频率可调以及结构简单且小型化的应用提供了有效手段。这种可重构超介质吸波材料在能量搜集、信号源探测、(5G通信)电磁兼容、MIMO天线、舰船隐身等诸多前沿领域有着广阔的应用价值。本文研究了双频超材料吸波器以及基于集总元件超材料吸波器的吸波特性,进行了相关的理论分析、数值仿真以及实验测量等研究工作。主要工作内容如下:一、在微波频率下设计并制作了一种具有相邻吸收峰的双频带超材料吸波器。通过将十字形谐振器(cross-shaped resonator,CSR)和互补的十字形谐振器(complementary cross-shaped resonator,CCSR)集成在单个的周期单元上组成了这种超紧凑且节省空间的结构,CSR和CCSR分别对应于低谐振频率和高谐振频率。该吸波器在频率6.78和7.42 GHz处与自由空间达到良好的阻抗匹配,吸收率达到99.9%。通过观察谐振频率处的表面电流、电场与磁场的强度分布情况对吸波机理进行了分析。最后,利用S参数反演方法计算了相对复介电常数、复磁导率、复折射率以及相对阻抗等电磁参数来进一步验证两个近乎完美的吸收峰。二、研究了不同的极化角、斜入射以及模型不同尺寸对双频超材料吸波器吸波特性的影响,并详细的解释了吸收强度变化以及频偏的原因。另外,在双频吸波器的结构模型中加载集总电阻元件,可以有效的改变输入阻抗和降低等效电路的品质因数Q值,实现吸波器的良好阻抗匹配特性,从而拓宽双频超材料吸波器谐振频率处的吸收带。三、提出了一种在微波段下基于集总电阻的十字环形超材料吸波器。通过仿真得到该吸波器在4.31-10.25 GHz的频率范围内,吸收率均达到90%以上,相对吸收带宽约为81.6%。通过比较在5.16和8.72 GHz频点处未加载集总电阻和加载集总电阻结构的功率损耗密度分布情况分析了吸波器的损耗机制。分别讨论了不同的损耗正切值、极化角以及斜入射对吸波器吸收性能的影响。最后通过改变结构尺寸实现了该模型在太赫兹波段的宽频带吸收。