轻质夹层型雷达吸波结构的设计和表征,是一个融合先进点阵材料技术和隐身功能设计的全新课题。目前,集轻质-承载-吸波于一体的多功能设计方法还十分缺乏。本文设计并制备了复合二维点阵夹层吸波结构。其芯层的结构单元和功能单元分别为复合材料二维点阵和超轻质吸波泡沫。系统测试了样件的反射率,分析了芯层结构单元的材料体系、体积分数和构型,以及透波面板对吸波性能的影响。结果表明:低介电常数的玻璃纤维复合材料(GFRC)适合作为芯层结构单元和透波面板;当选定性能优良的吸波单元后,二维点阵体积分数的减小将有助于吸波性能的提升;而Kagome构型的吸波性能优于正方构型。所制备的GFRC复合二维点阵在4-18GHz间的反射率均低于-10dB,是理想的吸波结构。建立了非正交二维周期结构散射计算的周期矩量法,用以预报复合二维点阵吸波结构的反射率。通过计算,揭示了其缩减镜面反射的一种新机理——栅瓣散射损耗,并推导了传播模式栅瓣散射发生的起始频率。计算结果表明,吸波单元选用的材料是决定复合二维点阵结构吸波性能的最主要因素,而结构单元体积分数和点阵构型对吸波性能也有一定影响。结合反射率计算程序,建立了综合考虑轻质-承载-吸波性能的多目标优化设计方法。提出了物理含义明确的轻质-吸波复合目标函数。在选定材料体系的前提下,对四种不同芯层的夹层吸波结构的结构参数进行了优化设计。结果表明,当载荷指数较大时,复合二维点阵夹层吸波结构的综合性能优于浸渍吸收剂的六角蜂窝和硬质泡沫夹层吸波结构。