基于超材料的雷达吸波材料研究进展

雷达吸波材料能够有效地抑制透射波和反射波,因而被广泛应用于隐身、电磁屏蔽和兼容以及无线通信等领域。受制于材料的电磁频散特性,传统吸波材料的宽带低频吸波性能难以进一步提高。近年来,随着超材料结构设计的不断发展,基于超材料构架设计实现的宽带电磁吸波,由于具有更加灵活的电磁调控能力,因而在其电磁性能提升方面具有更大拓展空间。围绕雷达吸波超材料的最新研究进展,结合电磁吸波超材料的发展背景、设计原理和性能表征方面的内容,着重介绍了基于多谐振叠加吸波结构、超材料与传统材料复合吸波结构、三维阵列吸波结构以及人工表面等离激元吸波结构设计的宽带雷达吸波超材料,并对于未来雷达吸波超材料的发展趋势做进一步展望。     

雷达吸波材料技术研究综述

文章阐述了吸波材料的研究意义,然后给出了雷达吸波材料的工作隐身原理,重点介绍了纳米吸波材料,多频谱吸波材料,手性吸波材料,导电高分子吸波材料,结构吸波材料,多晶纤维吸波材料,电路模拟吸波材料,等离子体吸波材料等新技术的发展及应用,最后提出了雷达吸波材料技术的发展趋势。     

8 mm波段隐身涂层的设计与性能研究

主要在毫米波波段范围内,采用新型材料,分析了各种材料所能达到的性能指标,并对雷达波隐身涂层进行多层结构设计,按照分析结果制备了平板样品,对其吸波性能进行测试,通过对测试结果的分析,采用这种设计方法后,在毫米波段对雷达波具有较好地吸波性能。     

隐身技术及其局限性

本文阐述了隐身技术的重要性及国外的发展水平,着重研究了雷达波隐身技术及其在空间、频段、吸波材料等方面的局限性。从而对反隐身研究的可能途径,提供了依据。文末提出发展我国隐身与反隐身技术的见解     

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。     

雷达对抗中的隐身技术研究

在阐述雷达隐身原理的基础上，列举实例分析了利用外形设计技术降低雷达散射截面积的方法，并就几种新型雷达吸波材料对雷达隐身技术的实现进行了综述。指出必须综合运用各种隐身方法，再辅以一些有效的电子干扰措施，使雷达隐身技术向着宽频带、全方位、全天候、智能化的方向发展。     

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.     

吸波材料的物理机制及其设计

吸波材料是一种重要的军事隐身功能材料,其机理本质上是电磁波与物质相互作用,入射的电磁波通过介质最大限度地转变成热能或其他形式的能.评价吸波效能的主要参数是损耗因子、复介电常数、复磁导率.作者用简单的等效电路分析了材料吸波机制,阐明了这些参数的物理意义,定性地给出了吸波材料的设计方向.分析结果表明吸波材料的电磁损耗机制分为3种类型,即电阻损耗型、介电损耗型和磁损耗型;设计吸波材料时要综合考虑损耗吸收和波阻抗匹配2种因素;多元复合尤其是纳米无机物与有机聚合物复合,将3种损耗有效结合,并尽可能阻抗匹配,这是实现轻质、强吸收、宽频、微波红外隐身兼容且综合性能好的吸波材料的有效途径;研究材料的吸波特性还必须从微观层次上用量子理论分析材料对电磁波的基本吸收过程.     

吸波材料电磁参数的理论设计

根据雷达工作原理和等效电路法,通过理论计算得出了提高吸波材料的吸波性能所要满足的两个条件：第一,为了尽量减少雷达波在涂层表面的反射,要使得吸波涂层的相对复介电常数(εr)和其相对复磁导率(μr)尽量接近;第二,为了尽可能多地使进入到涂层内部的雷达波受到衰减,要尽量提高吸波材料的εr″和μr″.     

蜂窝夹芯结构吸波性能的有限元计算分析

针对周期性蜂窝夹芯结构型吸波材料的非均匀性,提出采用频域有限元数值仿真和散射参数反演法计算不同构型蜂窝夹芯材料的雷达散射截面（RCS）和反射系数,并探讨了周期性蜂窝夹芯结构中胞元的尺寸效应对结构型吸波材料隐身性能的影响．计算结果表明：对于具有相同体分比的不同构型蜂窝夹芯结构型吸波材料,当胞元尺寸大于工作波长时,夹芯材料的不均匀性导致RCS值变化幅度较大;随着尺寸的缩减,RCS值逐渐减小且变化趋于平缓．但在不同入射方向具有明显的散射特性,而且不同构型蜂窝夹芯结构的反射系数也表现出明显的尺寸效应．研究结果为周期蜂窝夹芯结构型吸波材料的多功能设计提供了计算依据．     

微波吸收体研究现状及发展趋势

近年来,具有吸收电磁特性的微波吸收体发展迅速并得到极大关注.微波吸收体在雷达隐身与反隐身方面的应用,迄今为止仍然是国防科研中的重要课题.在最近的文献中,超材料完美吸波器的研究取得了巨大进展,其多元化的发展态势在工业、军事领域的应用极为广泛.文章侧重于对微波吸收体的研究进行全面的综述,首先介绍微波吸收体的分类,然后详细介...     

羰基铁吸波材料性能提升研究进展

为了研究提升羰基铁吸波材料吸波性能,对大量研究羰基铁吸收剂的形貌控制、表面包覆材料以及与其他不同损耗吸收剂复配的文献进展进行回顾和概括,并对今后羰基铁性能提升方面的研究走向进行展望.研究结果表明,羰基铁吸收剂仍将是今后隐身和电磁兼容领域研究和应用的主要方向.     

Ld_2O_3掺杂对Ni-Zn铁氧体/泡沫铝复合材料吸波性能的影响

为了研究掺杂Ld2O3对Ni-Zn铁氧体/泡沫铝材料吸波性能的影响,在泡沫铝表面涂覆了单一Ni-Zn铁氧体和掺杂不同质量分数的Ld2O3的Ni-Zn铁氧体复合粉,利用GJB2038—94"雷达吸波材料反射率测试方法"中的雷达截面(RCS)法对材料微波反射率进行了测量,扫描电镜(SEM)对吸波剂的形貌进行了分析.结果表明,在12~18 GHz频段内,涂覆添加Ld2O3后泡沫铝复合材料的吸波性能优于涂覆单一的Ni-Zn铁氧体.在26.5~40.0 GHz频段内,Ld2O3质量分数为1%的泡沫铝复合材料吸波性能最好,当其质量分数大于1%时,材料吸波性能降低.因此,在泡沫铝合金表面涂覆适当比例的Ni-...     

雷达吸波材料反射率的现场测量

雷达吸波材料(radar absorbing material,RAM)反射率的大小是衡量吸波材料性能好坏的重要指标.提出一种对雷达吸波材料反射率进行现场测量的新方法.该方法将六端口矢量反射计与H面喇叭测量探头相结合,并配合现代电子计算机及Matlab软件对测量系统进行校准与数据处理,最终成功实现雷达吸波材料反射率的现场测量.实验结果表明,该方案切实可行,精度满足工程需要,又一次拓宽了六端口测量技术这一经典理论的应用领域,并且在六端口系统的校准方面提出一种简单快捷的校准方法.该方法与传统方法相比,无论在时间上还是在校准精度上都有较大幅度的提升.     

电磁超介质吸波体的研究

超介质吸波体具有传统吸波材料所不具备的电磁特性,为设计新型电磁防护材料和目标隐身材料提供了一种新的途径.本文介绍了分析超介质吸波体吸波机理的理论方法：等效介质理论,阻抗匹配理论以及分层介质的多次干涉理论.同时,利用单元组合法设计了多频点的螺旋吸波体、单层、多层和加载集总电阻的宽频吸波体,并对其吸波机理进行了研究.     

铁氧体材料在抗EMI和隐身(吸波)材料中应用

铁氧体材料作为电子工业的基础材料,由于具有独特电磁性能,在电子领域得到广泛应用;本文就铁氧体材料特点,在抗EMI和隐身(吸波)材料中应用与机理,作简要论述和探讨供大家分享。     

吸波涂层损伤对隐身性能的影响

装备表面覆盖的吸波涂层在长期使用后容易发生磨损、膨胀、老化等损伤,从而影响吸收性能。利用反射率、相位测量和微波成像技术,研究了这3种损伤模式及其对吸收性能的影响。首先制作了带有三种损伤类型的雷达吸波涂层和红外 雷达兼容吸波涂层样板,采用弓形法测量反射率和相位,采用雷达散射成像系统建立样板散射图像。通过实验结果和定性分析,发现所有类型的损伤都使涂层吸收性能恶化,其相应的吸收频带变窄,并随涂层的结构或吸波材料成分的变化而变化。其中,磨损损伤模式对这两种吸波涂层的影响最为严重,导致吸收能力急剧下降。     

具有低频传感和高频宽带吸收功能的超材料吸波体设计

基于钛酸锶和电阻膜设计了一种多层结构的具有低频传感和高频宽带吸波功能的超材料吸波体.超材料吸波体在低频1.09 GHz处产生了一个可用于传感测量的吸收峰;在高频9.2～10.9 GHz之间产生了一个宽带吸收峰,带宽达1.7 GHz.通过对超材料吸波体吸收频率处的表面电流分布进行监控,阐述了低频和高频处的吸波机理.仿真计算结果证实,吸波体在低频和高频处的吸波特性是极化无关的,但是对入射角度是敏感的.超材料吸波体具有结构简单、功能多等优点,在传感测量、探测和电磁隐身等领域具有潜在的应用价值.     

玻璃纤维布对ACF/FRP结构吸波复合材料导电性能和吸波性能的影响

本文对以活性碳纤维为吸收剂,玻璃纤维增强环氧树脂为基体的结构吸波材料（ACF/FRP）的弯曲性能、吸波性能与电导率进行了研究。在未加入玻璃纤维布时,材料的弯曲强度只有32.38 MPa,而在加入玻璃纤维布后,材料的弯曲性能达到了357.8MPa;随着偶联剂含量的增加,材料的弯曲强度先增后减,在含量为10%时,材料的弯曲性能达到最佳。通过研究吸波材料的吸波性能和电导率发现,材料的吸波性能与电导率的变化规律存在一致关系,这为预测此类复合材料的吸波性能提供了一种有效手段。     

吸波材料的研究现状与进展

吸波材料是一种重要的军事隐身材料和民用防护材料，其机理本质上是电磁波与物质的相互作用，由电磁损耗机制可分为三种类型，即电阻型、电介质型和磁介质型。本文从这三种类型的不同机理出发，分别论述了碳纤维、石墨、导电高聚物、钛酸钡、铁氧体及金属微粉的研究现状和发展趋势，较为详细地介绍了新型纳米材料的性质和在吸波方面的机理、应用，并对其它新型吸波材料的研究现状也有论述，最后对吸波材料的应用前景进行了展望。