兼具铁磁性的导电聚苯胺复合物电磁参数及吸波性能的研究

制备了两种磁性材料与聚苯胺合成的复合物,采用3cm波导式测量线在8～14GHz频率范围内．用多点拟合的实验和计算方法对这类复合聚苯胺的电磁参数及微波吸收特性参数进行了测量．实验结果表明,复合聚苯胺在吸收剂中的浓度对电磁参数及吸波性能的影响很大．对Mn-Zn铁氧体复合聚苯胺,当浓度为0．23g／cm^2时,其平均衰减为14．767dB,最大衰减为40．260dB,衰减为10dB时的频宽可达3．6GHz,是一种性能优良的微波吸收材料。     

微波吸收材料的分块设计方法

通常的微波吸收材料采用单层或分层的设计方法,由于各层之间传输的电磁波的幅度和相位变化相互制约,不能独立发挥作用,因而不能有更有效地提高吸收性能,展宽频带,提出了微波吸收材料分块的新技术,给出了它的原理、方法和实例,将微波吸收材料分成数块,每一块反射的幅度和相位可以单独控制,精心调控这些幅度和相位,使合成的矢量幅值较小,就能在较宽的频率内,使总反射较小,设计和实验结果表明：利用现有材料,在8－12GHz频率范围内可以设计出反射率优于－35dB的吸波材料,而8－18GHz频率范围内可以优023dB.3-18GHz频率范围内的设计和实验结果都能使反射率优于－10dB,这样的结果是分层设计无法做到的,证实了分块设计法确能有效提高微波吸收材料性能。     

纳米La0.8Ba0.2MnO3/Ni粉复合体系的微波吸收性能

采用溶胶-凝胶法制备La0.8Ba0.2MnO3 粉体,并与纳米Ni 粉按不同质量比复合,制得复合材料样品.测量样品在2～18 GHz 频率范围内的复介电常数、复磁导率并计算微波反射系数,分析不同组分对材料微波吸收性能的影响及其可能的吸收机制.研究结果表明复合体系比单一组分样品具有更好的吸收效果;当La0.8Ba0.2MnO3含量为62.5%时,材料微波吸收效果最佳;当样品厚度为2 mm 时,大于10 dB 的吸收频宽达到3.6 GHz,最大吸收峰值为24 dB;当样品厚度为1.8 mm 时,大于10 dB 的吸收频宽达到3.3 GHz,最大吸收峰值为44 dB;LaMnO3在A 位掺杂Ba2 ,其电磁性能将发生变化,再与磁性纳米Ni 粉复合,介电损耗和磁损耗的综合作用能使体系的微波吸收效能显著加强.     

Fe填充碳纳米管微波吸收材料的研究

实验采用二茂铁热分解原位沉积法制备了金属Fe填充碳纳米管复合雷达吸波材料.高分辨透射电镜观测证实了Fe在碳纳米管内的填充发生,填充的金属Fe在碳纳米管内呈准连续的纳米线.采用HP8722ES矢量网络分析仪测量了样品在2～18 GHz频率范围内的复介电常数和复磁导率.采用吸收屏理论公式计算材料反射率损耗、匹配频段及匹配厚度.结果表明,样品反射损耗随吸收层匹配厚度的增大,吸收峰向低频方向迁移.吸收层在Ku波段具有较好的吸波效果.当吸收层匹配厚度为3.5 mm时,在中高频范围内,反射衰减最大达-22.73 dB,反射衰减小于-10 dB的频宽达4.22 GHz.     

一种加载超材料吸波体的新型二面角反射器的设计

针对传统角反射器的性能强烈依赖于入射波长、难以对抗变频雷达的探测这一问题，设计了一种加载超材料吸波体的新型角反射器,在8 GHz、11.5 GHz以及12 GHz这3个频点,产生近似相同的后向雷达散射截面，并对该角反射器的性能进行测试验证,结果表明：加载超材料吸波体后,在11.5 GHz频点,其中心RCS值下降约2 dBsm；在12 GHz频点,其中心RCS值下降约3.6 dBsm,在8 GHz频点,其RCS值与普通角反射器一致,两者的RCS曲线无明显差别。该新型角反射器性能满足设计要求,为有效对抗X波段(8~12 GHz)变频雷达对角反射器假目标的探测与识别尝试了新的途径。     

纳米Fe3O4/BaTiO3复合体系的微波吸收特性

研究了纳米Fe3O4和BaTiO4及其复合体系在2～18GHz频率范围内的微波吸收性能，并分析了其吸收机制以及复合组分对吸波性能的影响。研究结果表明，通过调节材料组分可调节电磁参数及吸收峰的位置，复合体系的有效吸收频带较单一材料的吸附频带变宽。单一组分的纳米Fe3O4和PaTiO3都有2个吸收峰。在复合体系中，多个吸收峰发生重叠。这2种材料的微波吸收能力随电磁波频率的变化而规律不同，当频率低于14GHz时，PaTiO3的吸收能力大于Fe3O4的吸收能力；当频率高于14GHz时，Fe3O4的吸收能力大于BaTiO3的吸收能力。因此，将这2种材料复合，产生协同效应，材料的整体吸收能办提高，有效吸收频带拓宽。当样品的厚度为2mm，Fe3O4与BaTiO3的质量比为3：2时，反射率为10dB的有效频宽可达2．7GHz；当Fe3O4与BaTiO3的质量比为2：3时，反射率为10dB的有效频宽可达4GHz。     

双层混杂纤维/炭黑改性环氧树脂复合材料的制备及其吸波性能

通过采用整体压制的方法制备了双层混杂纤维/炭黑改性环氧树脂复合材料,对其吸波性能进行了研究。结果表明:随着炭黑含量的增加,材料的反射衰减峰向低频移动,当炭黑含量较高时,吸收主要作用在低频波段,且存在明显的双反射衰减峰。当炭黑含量为6%时,在13.6 GHz处反射衰减峰值可达-20.6 dB,≤-10 dB的有效带宽为3.6 GHz。当炭黑含量为8%时,双反射衰减峰分别在10.6 GHz和7.8 GHz,峰值分别为-17.0 dB和-14.9 dB,≤-10 dB的有效带宽为6.7 GHz。     

六角晶系BaZnCoTi-W型铁氧体的吸波性能研究

用化学共沉淀法制备了六角晶系BaZnCoTi-W型铁氧体吸波材料,对其微结构和微波吸收性能进行了测试分析.实验发现这种材料在6~30GHz全频段内吸收衰减小于-8dB,同时出现了3个吸收峰,而且相关性能参量都满足实用要求.初步认为3个吸收峰分别由畴壁共振、自然共振以及电极化共振吸收效应引起的.     

无载脉冲探地雷达地下目标探测

1965年后,采用无载脉冲雷达进行地下目标探测的理论和实验研究得到了迅速的发展.由于电磁波在地下媒质中的传播衰减大,若采用载波脉冲,其载波频率须为10GHz左右,此时,平面波在吸收较小的干土中传播衰减大于8dB/m.在探地雷达中采用无载毫微秒脉冲,可以降低频率,提高电磁波的穿透深度.     

双层吸波蜂窝复合材料结构优化设计

为探究不同吸波特性材料之间的组合规律,以在更宽频段范围内达到最佳雷达波吸收效果,选用两种不同吸波剂浸渍的纸蜂窝结构型吸波材料板（分别命名为FW10和FW20）,以石英纤维板为外侧蒙皮,制备出一种具有较好雷达波吸收能力的复合板件,该板件可与常规壁板结合使用。采用时域有限差分法计算不同材料厚度组合下的材料雷达散射截面（RCS）值和反射率,并采用正交设计法对最优厚度组合进行进一步的探究,结果表明：复合结构的吸波效果与各层材料组合及其厚度分布有关,所得最优复合板件厚度组合方案从外向内依次为1 mm石英纤维板,15 mm FW10和15 mm FW20。最优方案复合板件在0~18 GHz频段范围内反射率低于-10 dB的吸收频段宽度为13.1 GHz,最大吸收峰可达-29.5 dB。最后进行实物测试,验证了仿真分析的有效性。     

复合型雷达吸波材料

研制了一种由羰基铁粉和导电聚苯胺(PAn)复合而成的新型宽频带雷达吸波材料.通过扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)分析其微观组成是羰基铁粉表面包覆聚苯胺;复合吸收剂0.9mm单层吸波涂层在6～18GHz范围内吸收量达5dB.通过设计还可以进一步拓宽频带和增强吸收.这种材料重量较轻、耐腐蚀、频带宽,有望开发成为实用吸波材料.     

人工表面等离激元馈电的宽带低旁瓣全角度波束扫描天线

提出了一款人工表面等离激元馈电的宽带全角度低旁瓣波束扫描天线。采用人工表面等离激元馈电卵圆形辐射贴片阵列和对跖Vivaldi辐射器，在快波区激发高次谐波实现漏波辐射，在慢波区呈现低损耗能量传输效果激励对跖Vivaldi的端射模式，从而实现了在4~12 GHz（相对带宽100%）内全角度（180°）波束扫描。进一步，通过对卵圆形辐射贴片进行锥形排布降低了天线在漏波辐射时的旁瓣水平。仿真结果表明，所设计的全角度波束扫描天线能够在4~12 GHz内旁瓣水平均在-10 dB以下。该天线在雷达探测、目标跟踪等应用场景具有重要应用潜力。     

羰基铁粉形貌对吸波性能的影响

由于羰基铁粉具有温度稳定性好、吸收频带宽、可设计性强等优点,从而得到了广泛的研究与应用。对两种参数基本一致,但形貌各异的羰基铁粉(球状和树枝状)进行了电磁吸波性能测试,用以研究形貌对羰基铁粉电磁吸波性能的影响。实验结果表明,形貌对羰基铁粉的电磁吸波性能有非常大的影响。相比于球状羰基铁粉,树枝状羰基铁粉的最大反射损耗增加了94%,达到-47.14dB。同时,对应于最大反射损耗的频率从球状羰基铁粉的11.88GHz移动到树枝状羰基铁粉的6.44GHz。这是因为树枝状形貌有利于形成不连续网络、增加对入射微波的漫反射、还可以带来更多的界面电荷极化,从而增强对电磁波的吸收强度。此外,本研究表明各向异性结构是提高介电常数和介电损耗获得轻质宽带吸波剂的有效途径。     

基于超材料技术的吸波型频选结构设计

提出了一种复合型吸波频率选择表面（absorptive frequency selective surface, AFSS）结构,由超材料吸波体（metamaterial absorber , MA）和频率选择表面（frequency selective surface , FSS）组成. 复合型MA由加载电阻的平面型方环结构和立体型双面开口C型环结构组成,吸波频段为4.79～30.57 GHz,具有极化不敏感特性,在斜入射45°内保持稳定吸波. FSS采用了圆环缝隙旋绕结构,通过6次旋绕枝节实现了1.96～2.16 GHz频段内小于1 dB的插入损耗,形成低频通带. 二者组合形成的复合型AFSS,能在1.28～1.38 GHz频段内良好透波,4.88～30.58 GHz频段内宽带吸波,实现了吸透波一体的性能.      

磁介质吸波剂/多孔金属材料吸波性能

为了研究磁介质吸波剂/多孔金属材料吸波性能,在泡沫铝合金表面涂覆了Ni-Zn铁氧体(CFe)、羰基镍粉(CNi)以及二者的复合粉,利用GJB 2038—94"雷达吸波材料反射率测试方法"中的雷达截面(RCS)法对该材料的微波反射率进行了测量.结果表明,在12～18GHz频段内,复合磁介质吸波剂/泡沫铝材料吸波性能介于单一吸波剂样品CFe与CNi之间;在26.5～40 GHz频段内,羰基镍质量分数为40%的泡沫铝复合材料吸波性能最好,当其质量分数大于40%时,材料吸波性能逐渐降低.因此,在泡沫铝合金表面涂覆适当比例的Ni-Zn铁氧体与羰基镍复合粉,可以进一步改善材料的吸波性能.     

La0.8Sr0.2Mn0.86Fe0.14-xCoxO3微波吸收性能研究

用溶胶-凝胶法制备了La0.8Sr0.2Mn0.86Fe0.14-xCoxO3（x=0.01,0.02,0.03）粉晶, 用XRD表征了其晶体结构,用微波网络矢量分析仪测量了样品在2-18GHz频率范围内的复介电常数和复磁导率,根据测量数据计算了微波反射率与频率的关系曲线。研究结果表明,样品都有一个吸收峰,峰高及位置随x不同而异,其中样品La0.8Sr0.2Mn0.86Fe0.13Co0.01O3,厚度为1.80mm时,吸收峰高27.9dB,2-18GHz吸收带宽5.3GHz;厚度为2.00mm时,吸收峰高26dB, 2-18GHz吸收带宽4.9GHz。从电、磁损耗角正切看,样品既有介电损耗又有磁损耗,但介电损耗要大于磁损耗。     

掺杂稀土元素镧的锶铁氧体超微粉末的微波吸收特性研究

采用溶胶-凝胶法制备了掺杂稀土元素镧的锶铁氧体超微粉末,就镧元素的掺杂含量对锶铁氧体吸波性能的影响进行了对比研究.结果表明,用聚乙二醇凝胶法制备的掺杂镧的锶铁氧体S rL axF e12-xO19超微粉末,当掺杂镧含量x=0.03时,对微波吸收效果最佳.在7.5~11.9GH z测试频段内,当涂层厚度2.0 mm时,其吸收量均在17 dB以上,在11.4 GH z处,最大吸收量为33 dB.     

基于等离子体超材料局部场调控特性的低频吸波材料设计方法

实现低频段雷达波的高性能吸收,通常需要增大磁性吸波材料(MAs)的厚度,这无疑会增加吸波材料的重量,制约实际应用潜能。对此,本文我们提出了基于等离子体超材料(PM)调控传统磁性吸波材料内部磁场的方法,利用金属短线调控磁场分布的特性,通过增强其与底层金属底板之间整个局部空间的磁场强度,在其中加入传统磁性吸波材料后,就能有效提升传统磁性吸波材料的吸波性能,进而使整体结构在其工作频段都具有较强的吸波性能。仿真和实验结果表明：垂直入射时,所设计的吸波超材料可在0.9～2.2 GHz频段内实现高效吸收,入射角逐渐增大到60°时,90%的吸收带宽仍可以达到0.73～3.12 GHz。该设计方法在雷达隐身、电磁兼容和通信等领域都具有较大的潜在应用。     

复合轻型吸波涂层电磁参数及吸波性能的研究

制备了复合轻型导电导磁材料与环氧树脂吸波涂层,用3cm波导式测量线在9.2GHz测量其电磁参数及吸波性能.实验结果表明,复合导电导磁材料与环氧树脂的质量分数对吸波涂层的电磁参数及吸波性能有较大影响,当复合导电导磁材料与环氧树脂的质量分数为50%,涂层厚度为1.7mm时,吸波效果最好.其吸收峰值为34dB,大于10dB的有效带宽,达11GHz.     

微波暗室低散射目标RCS测量方法

为提高微波暗室低散射目标雷达散射截面（RCS）的测试精度,采用设置吸波墙、扫频RCS时域测量、匹配滤波和合理选用窗函数的方法测量了低散射目标的RCS,得到了目标宽带RCS数据和精细的频率特性。设置吸波墙的方法使小金属球的回波信杂比提高了20 dB,扫频宽带RCS时域测量值与理论值吻合良好。实测数据分析表明,扫频时域测量目标宽带RCS能减弱杂波叠加导致的不利波动,设置吸波墙和匹配滤波能显著抑制目标近距离处的转台和支架杂波,窗函数的平坦通带特性能减小数据截短影响,从而有效提高低散射目标RCS测试精度。