Analysis and optimization of a wideband metamaterial absorber made of composite materials - Archive ouverte HAL Access content directly
Journal Articles Applied physics. A, Materials science & processing Year : 2019

Analysis and optimization of a wideband metamaterial absorber made of composite materials

Métamatériau absorbant composite large bande

(1, 2) , (1, 2) , (1, 2) , (3) , (4) , (5)
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Abstract

Using structural composite materials for the fabrication of Radar Absorbing Materials (RAM) allows combining the strong load bearing capability with the radar absorbing functionality in a unique structure. This article shows the possibility to transpose an already existing metamaterial absorber to the domain of composite materials. The dielectric layers of the absorber initially designed with radio-frequency (RF) materials are replaced with fiber-reinforced composite materials and their thickness is optimized again. The working principle of the absorber is explained layer by layer on the Smith chart. The performances of the composite absorber are compared against the initial RF design and against other classical absorbers. The composite design has a total thickness of 8.9 mm and achieves a reflection coefficient below 14 dB within the band 4.6 GHz - 17.2 GHz at normal incidence. The reflection coefficient remains under -10 dB at oblique incidence up to 45°.
L'utilisation de matériaux composites structurels pour la fabrication de matériaux absorbants radar permet de combiner la capacité de charge élevée avec la fonctionnalité d'absorption radar dans une structure unique. Cet article montre la possibilité de transposer un méta matériaux absorbant déjà existant, dans le domaine des matériaux composites. Les couches diélectriques de l'absorbant initialement conçues avec des matériaux radiofréquences (RF) sont remplacées par des matériaux composites renforcés de fibres et leur épaisseur est à nouveau optimisée. Le principe de fonctionnement de l'absorbant est expliqué couche par couche sur la carte de Smith. Les performances de l'absorbant composite sont comparées à la conception RF initiale et à d'autres absorbants classiques. La conception composite a une épaisseur totale de 8,9 mm et atteint un coefficient de réflexion inférieur à -14 dB dans la bande 4,6 GHz - 17,2 GHz à incidence normale. Le coefficient de réflexion reste inférieur à -10 dB en incidence oblique jusqu'à 45 °.
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Dates and versions

hal-02298416 , version 1 (12-02-2020)
hal-02298416 , version 2 (19-09-2021)

Identifiers

Cite

Olivier Rance, Anne Claire Lepage, Xavier Begaud, Michel Soiron, André Barka, et al.. Analysis and optimization of a wideband metamaterial absorber made of composite materials. Applied physics. A, Materials science & processing, 2019, ⟨10.1007/s00339-019-2653-2⟩. ⟨hal-02298416v2⟩
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