斜入射时平板吸波材料电磁参数匹配规律研究

利用传输线理论推导出了电磁波斜入射时满足广义匹配规律的后向反射率公式,并应用3维网格法对单层平板吸波材料的吸波性能进行了分析......     

铁氧体粉掺量对水泥基材料吸波性能和力学性能的影响

为了制备一种水泥基微波吸收材料,采用弓形反射法(NRL),以功率反射率作为表征材料吸波性能的指标,研究了8～18 GHz频率范围内,水泥基材料自身的吸波性能、锰锌铁氧体粉掺量对材料反射率的影响以及试样厚度与微波反射率之间的关系,同时对铁氧体粉掺量与砂浆强度的关系进行了研究.结果表明,掺加铁氧粉后砂浆的反射率降低;随着铁...     

多层吸波材料的优化设计模型

通过优化设计,建立了多层吸波材料的理论模型.研究结果表明,多层吸波材料的最大吸收反射率与材料厚度的成单调递增关系,同时频宽却向低频方向发生偏移;反射损失(RL)-10d B的频宽随着厚度增加而减小;双层吸波材料的吸波频率范围比单层吸波材料的宽,三层吸波材料的吸波频宽进一步增大,且在C波段和Ku波段有最大反射损失吸收峰.各单层吸波材料具有不同的电损耗和磁损耗性能,经过优化设计复合后,多层吸波材料中各层吸波材料的优异性能的合理叠加使吸波频宽增大.模型的计算结果与实验测定结果的吻合度很好.     

FSS在吸波材料中应用的实验研究

对频率选择表面(FSS)在复合吸波材料设计中的应用进行了研究．把具有不同几何图案的FSS置于多层复合吸波材料中的不同位置,得到多个不同的样品,并在以HP8722ES矢量网络分析仪为核心的弓形法测试系统中进行微波吸收性能测量．测试结果表明：FSS的存在显著影响复合吸波材料的吸收性能;FSS的图案、几何尺寸以及在复合结构中的位置都对样品的反射率特性产生影响．优化FSS在复合吸波材料中的使用可获得频带较宽、吸波性能较强的复合吸波材料。     

含随机分布散射颗粒的吸波体设计和性能分析

单层致密平板吸波材料除几个特殊的吸收峰外,很难在较宽的频段达到理想的吸收效果．通过在吸波体内导电媒质的“孤岛”化设计,制备了单层非连续体平板吸波材料．测试结果表明,在8～18GHz频段内,热压平板媒质只出现两个特征吸收峰值,含炭20％吸收效果最好,但超过10dB的有效频段只有约1GHz．而非连续体平板吸波材料由于和空间波阻抗的良好匹配以及内部“孤立”颗粒对电磁波的散射和吸收衰减,其反射损耗有较大提高;而且随着平板试样中“孤立”颗粒炭含量的增加,平板对电磁波的反射损耗也增加,当炭含量达到30％时,平板的反射损耗在8．5～18GHz宽频范围内都超过10dB,有效频段在10GHz以上．     

吸波材料反射率拱形法测试中杂散耦合抑制技术

为了简化吸波材料反射率拱形法测试中的测试程序并减小测试系统的不确定度,参考国际标准IEEE-STD-1128—1998及《射频吸波材料吸波性能测试方法》(GJB 5239—2004),基于自主研制的1~6 GHz拱形法测试系统,提出了吸波材料反射率测量的新程序和杂散耦合抑制技术.将原国际标准中推荐采用的驻波比测量仪测试程序改进为利用矢量网络分析仪测量吸波材料反射率,通过分析矢量网络分析仪接收端口接收电平的驻波变化规律,将经过吸波材料衰减后的反射信号与发、收天线间的杂散耦合信号进行分离.结合杂散耦合的开阔空间测试结果,可对吸波材料反射率测量结果进行修正.实验证明,该方法可有效抑制杂散耦合、减小测试系统的不确定度.     

模拟退火算法研究混合结构吸波材料特性

吸波材料的吸波性能主要决定于涂层材料的结构和材料的电磁参数特性,本文研究了薄型混合结构吸波材料的优化设计问题.用有限元方法结合优化算法计算材料的反射系数,为了得到所需要材料的低反射特性结构,采用模拟退火算法对材料的参数进行优化设计,得到了从1GHz到10GHz范围具有较低反射率特性的涂层材料设计电磁参数.计算结果表明频率最低段反射系数不高于一4.5dB,同时材料厚度仅为2毫米.     

激光声表面波检测黏弹性平板裂痕有限元模拟

基于平面应变理论和频域动力学平衡方程,在频域中建立黏弹性平板表面激光激发声表面波的有限元数值模型.在分析材料的黏性特征对Rayleigh波传播特征影响的基础上,模拟了Ray-leigh波在黏弹性平板表面裂痕处发生的声波反射及模态转换的过程,进而计算了表面裂痕的位置及深度.模拟结果表明,激光Rayleigh波通过表面裂痕发生了明显的反射,并相继产生了两个反射Rayleigh波RR及RS,通过研究反射Rayleigh波RR及RS产生的物理机理,可以判定其表面裂痕的位置及深度,从而为定量检测黏弹性材料表面的缺陷提供理论依据.     

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-...     

斜入射时Salisbury屏电磁参数匹配规律研究

利用电磁波传输理论,研究并推导出了电磁波斜入射时Salisbury屏后向反射率公式,使用三维网格法讨论了各个电磁参数、隔离层厚度、入射波频率等同后向反射率之间的关系.研究结果表明:在2～18GHz范围内,角度后向反射率有很大;在f=16GHz时,μ_(r1)和μ_(r2)取值的增加使得材料的磁损耗和储能能力加强,导致材料有很好的吸收效果;然而ε_(r1)和ε_(r2)取值增加时,由于表面反射效应增强,使得吸波效果下降;在2～18GHz频段内后向反射率均可达到4.5dB以上,能够满足军事和民用的要求.     

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.     

嵌入频率选择表面的薄层宽带磁性吸波材料研究

介绍一种在两层磁性材料之间嵌入频率选择表面的薄层复合吸波结构的宽带吸收特性.频率选择表面由金属方环阵列和低耗介质板构成,其上层、下层磁性材料为不同电磁参数的羰基铁复合物.不加频率选择表面的传统磁性吸波材料若想在宽带取得良好的吸收效果,需要较大的厚度和面密度,导致其应用范围受限.引入频率选择表面能够增强复合吸波结构的吸收频带,并有效减薄吸波结构的厚度.在阻抗匹配条件下,电磁能量主要通过金属单元的欧姆损耗和底层磁性材料的磁损耗进行吸收.为了验证该复合吸波体的吸波性能,在电磁仿真软件HFSS 15.0上搭建模型,而后根据仿真结果对结构参数不断进行优化.最终的仿真结果表明,复合吸波材料厚度为2 mm,2 GHz处反射率可达-5.5 dB,在3.4 G～9 GHz频段反射率为-10 dB,在9 G～18 GHz频段反射率依旧达到-8 dB以下.而无频率选择表面的复合吸波材料,在同等条件下,虽然峰值吸收率较大,但在12 GHz以上吸波性能快速恶化,难以满足宽带吸波的要求.因此,含频率选择表面的复合吸波体具有吸收频带宽的优势,具有广泛的应用前景.     

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。     

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。     

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.     

涂挂法电磁改性水泥基复合材料的吸波性能

为了获得具有吸波性能的水泥基复合材料,首先,采用涂挂法对闭孔珍珠岩和粉煤灰漂珠表面进行电磁改性.然后,通过测量各改性珍珠岩和粉煤灰漂珠与水泥基材料复合后材料的电磁波反射率,获得了吸波效果稳定的涂挂材料比例.最后,对比研究了改性珍珠岩水泥基复合材料和石墨(或铁氧体)复合水泥基材料在S～C波段和X～Ku波段的电磁波反射率,并通过扫描电镜观测改性珍珠岩的微观结构.结果表明:石墨和铁氧体在连续釉化面与特殊蜂窝结构相间的珍珠岩颗粒表面分布均匀,形成有效谐振腔吸波体;涂挂法改性闭孔珍珠岩能有效提高水泥基材料的吸波性能,拓宽-10dB带宽.     

纳米级Y2O3在涂层电磁屏蔽材料设计中的应用

按照电磁波传输理论,研究了满足广义匹配规律的纳米级Y2 O3在涂层电磁屏蔽材料设计中的应用问题,给出了理论计算公式,并利用MATLAB软件数学模拟分析了表面反射作用对总电磁屏蔽性能的影响.研究结果表明,在电磁波垂直入射到涂层电磁屏蔽材料时,介电常数ε的增加将会加大表面反射性能对后向反射率的影响,材料的磁导率μ对于材料内部的储能和耗能起主要作用;纳米级Y2 O3掺杂到涂层电磁屏蔽材料的设计之中会有效提高材料的电磁屏蔽功能.     

基于有限积分法的电磁兼容吸波材料反射率的建模仿真

针对电磁兼容吸波材料反射率试验测试成本较高、理论方法难以精确预测的问题,提出了基于有限积分法的吸波材料反射率的建模仿真方法.使用该方法计算了矩形同轴测试装置空载反射系数,以及分别加载铁氧体瓦和角锥泡沫吸波材料后的反射系数.吸波材料的介电常数和磁导率使用二阶通用色散模型进行拟合.对于铁氧体瓦,仿真得到的反射率略优于实测值,与产品提供的反射率曲线相比,在谐振点处相差10 d B.对于角锥泡沫吸波材料,仿真结果与实测值在有效测试频率范围内相差7 d B.对仿真结果与实验结果的差别进行分析,证明了该方法的可行性.     

左右手材料的双层吸波体的设计与仿真

根据传输矩阵法和递推法导出了多层吸波体的反射率公式.利用遗传算法对吸波体各层参数进行了优化设计.分别仿真了右右手材料双层吸波体,右左手材料双层吸波体,左右手材料双层吸波体,左左手材料双层吸波体的反射率随频率的变化曲线.研究结果表明,右左手双层吸波体的性能最好.左手材料作为损耗层时反射率随频率的变化曲线出现多峰现象,有利于频带的展宽.     

多层雷达波段吸波涂层的研究现状及展望

从多层吸波涂层的反射率计算及优化设计2个方面介绍了多层吸波材料理论的研究进展;从阻抗匹配型和阻抗更迭型2个设计方向概括了国内外多层吸波材料研究的主要试验成果;指出了多层吸波涂层研究当前存在的问题和今后的发展方向,如涂层厚、质量大等问题以及吸波材料发展的复合化、智能化的发展趋势;对多层吸波涂层的发展前景进行了展望.