微量碳纤维平行排布吸波材料结构模型(Ⅰ)

提出了一种雷达波频段内碳纤维结构吸波材料微量碳纤维平行排布的吸波模型。初步确立了碳纤维平行排布时不同影响参量:电场的入射方向、碳纤维的间距、孔数、碳纤维周围介质的电磁参数变化等与吸波性能的关系,并探讨了这种排布方式的吸波机理。结果表明,微量碳纤维吸波材料只在电场方向与纤维平行方向呈单峰吸收。不同间距的排布有自己的特征吸收频率,纤维支数增加吸波性能增强,碳纤维周围介质的电磁参数对吸波效果有重要影响。同时表明这种吸波材料是一种电阻损耗性吸渡材料。相关研究用此模型可获得较为满意的解释。     

铁氧体/羰基铁粉复合吸波材料研究

采用化学共沉淀法制备了W型六角晶系钡铁氧体,测试其在掺杂不同含量羰基铁粉后的电磁参数,利用传输线理论对电磁参数进行计算模拟,得到了2～18 GHz下该材料的平板反射率曲线,研究了羰基铁粉掺杂对铁氧体电磁特性的影响。结果表明:随羰基铁粉含量的增加,复合吸收剂在匹配厚度逐渐减小时,吸波效能逐渐增加。当铁氧体与羰基铁粉的质量比为10∶.3,样品的匹配厚度为2.4 mm时,涂层在该厚度下的理论吸收峰值为-61.88 dB,吸收率小于-10 dB的带宽达到7.48 GHz;涂层厚度为2 mm时的微波衰减能力仍能满足使用要求。掺杂后铁氧体的复数磁导率的频散效应的减弱是吸波性能显著改善的主要原因。     

基于FEKO的夹芯型吸波材料优化研究

基于FEKO仿真软件,构建夹芯型吸波材料的反射率仿真分析模型,研究透波传输层材质及厚度对夹芯型吸波材料吸波性能的影响,进一步设计并制备了兼具良好侵彻性能的夹芯型吸波材料。结果表明:在填充导电炭黑(w=3%)和磁损耗型吸波剂MZ(w=40%)的聚氨酯基吸波芯材表面前置3 mm厚的石英玻璃纤维增强复合材料作透波传输层,可以有效提高吸波芯材的吸波性能;由3 mm Q-GFRP、5 mm PU基吸波芯材、5 mm S-GFRP和3 mm CFRP构成的夹芯型吸波材料的综合性能最佳,拥有11 mm厚的防护材料层,且对7.19 GHz~18.00 GHz频段电磁波的吸收率大于90%。     

基于圆环FSS的宽带吸波材料设计研究

为了拓宽吸波材料的吸收带宽,设计了一种圆形频率选择表面(Frequency Selective Surface,FSS),并引入到双层雷达吸波材料中组成周期性复合吸波结构,通过FSS参数与吸波材料电磁参数的电匹配设计与反射性能仿真,研究了FSS单元图案、几何形状参数、周期尺寸对吸波材料反射率性能的影响规律。仿真结果表明,基于FSS设计的周期性复合吸波结构,在微波波段可形成多个吸收峰,拓宽了吸波材料的吸收带宽。     

Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9纳米晶软磁粉体的制备工艺与微波电磁性能

研究热处理工艺、材料粒度对Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9材料微波电磁性能的影响,对该类材料的微波电磁性能和吸波性能进行测试。结果表明:热处理工艺对材料的微波电磁性能产生较大的影响,达到晶化条件的热处理工艺有利于提高材料的电磁性能;随着材料粒度的减小,微波电磁性能提高,电磁参数之间的匹配性提高;Ⅴ级粒度材料的最低反射率达到-12 dB,低于-5 dB的频宽达12.5 GHz。     

表面改性空心微珠吸波涂层的制备及其吸波性能研究

为了研制低密度、低成本和高吸波性能的电磁波吸收材料,运用高压液相氢还原工艺对空心微珠粉体进行表面镀镍改性处理,并制备了表面改性空心微珠吸波涂层。经表面测试分析证明,表面改性后的空心微珠粉体表面形成了较好结晶程度的镍改性层,且随镀镍量的增加表面镍包覆层逐渐趋于完整。研究了表面改性空心微珠吸波涂层在8~18 GHz范围内的吸波性能,重点考察了镀镍量、粉体含量和涂层厚度对表面改性空心微珠涂层吸波性能的影响。研究结果表明:表面改性空心微珠粉体的镀镍量为50%,粉体含量为65%,涂层厚度为3 mm时涂层具有良好的吸波性能,最小反射率可达到-14.555 dB,对应的频率为9.817 GHz,小于-10 dB的吸收带宽为3.1 GHz.     

一种基于超材料的吸波结构设计

设计一种基于电磁超材料的吸波体。该吸波体由两层金属及其中间的有耗介质组成,上层金属是由刻蚀交叉缝隙贴片形成的电谐振器,下层金属不做刻蚀,作为接地平面。通过优化结构参数,得到一种极化不敏感、宽入射角的超薄吸波结构,其吸波率达到99.7%,厚度只有约0.009λ。分析该吸波体的吸收机理及结构参数对吸波性能的影响。测试结果表明,该设计所获得的结果与仿真结果几乎一致。     

CNTs-La2O3复合材料电磁特性与吸波性能研究

采用超声共混法制备CNTS/La2O3复合粉末,测试复合粉末在2~18 GHz波段的电磁参数,研究不同La2O3含量的CNTS/La2O3吸波材料的电磁特性。结果表明,随着La2O3含量的增加,CNTs/La2O3的复介电常数的实部和虚部逐渐增加,介电损耗增大,衰减常数逐渐增大,但是特征阻抗降低。根据电磁波传输线理论计算CNTS/La2O3吸波材料的反射率曲线,当厚为2.0 mm,未掺杂La2O3,质量分数为6%CNTs的反射率峰值为-18.1 dB。La2O3的质量分数为15%时,CNTs/La2O3具有最佳的吸波性能,反射率峰值为-31.6 dB,小于-5 dB和-10 dB的频带宽为2.98 GHz和6.3 GHz。     

结构型吸波材料隐身特性的优化设计算法研究

应用有限元数值计算方法结合吸收边界条件 ,对结构型吸波材料的隐身特性计算进行了算法分析研究和程序设计 ,提出了结构吸波材料参数优化设计概念及优化目标函数形式 ,并应用序列二次规划算法 ,对二维单层结构型吸波材料的电磁参数进行了实例优化设计 ,对结构型吸波材料的设计和实验有理论指导意义。     

电磁屏蔽材料与吸波材料的性能测试方法及进展

材料表征技术是材料研究的基础,近年来各种新型电磁屏蔽材料和吸波材料的快速发展,对该类材料的性能测试技术提出新的要求。系统介绍目前国内外常用的测定材料电磁屏蔽性能和吸波性能的方法、装置和工作原理,对各测试方法进行归类,并对其使用条件、应用范围和优缺点进行评述。     

磁性纤维吸收剂的国内外研究进展

电磁污染的日益严重和军事隐身技术的需求为吸波材料的研究和发展提供机遇。吸波材料对电磁波的吸收主要依赖于填充其中的电磁波吸收剂。磁性纤维吸收剂以其良好的电磁性能可调性,高的磁导率和磁损耗,得到国内外学者的广泛关注和研究。综述铁氧体磁性纤维、金属磁性纤维、磁性非晶纤维、纳米纤维几种吸收剂的研究现状,并对它们各自的特点及发展作了较为详尽的评述。认为磁性纤维必将向着多功能化、非晶化、纳米化的方向发展。     

吸波涂层材料研究进展

在讨论吸波材料工作原理的基础上,综述了目前国内外吸波涂层材料的进展状况,较详细地介绍了铁氧体、纳米吸波材料、高温吸波材料、手性材料、等离子体吸波材料及磁性高分子微球等几种吸波涂层材料的最新研究现状,并分析了各种涂层材料的主要特点。传统铁氧体、金属微粉和陶瓷吸收剂由于密度大、吸收频段窄使其应用受到限制,手性材料、等离子体及磁性微球等新材料的探索研究将会成为吸波材料领域的发展方向。     

隐身飞机散射特性综合分析研究

介绍了隐身飞机的电磁理论建模和缩比模型的实验室测量研究方法，基于测试讨论了不同频段下隐身涂覆和隐身吸波结构的隐身效果。利用二维高分辨成像及散射中心提取技术综合分析了隐身飞机的散射特性，定量地给出了部分分析结果。     

隐身填料颗粒尺寸对雷达波吸收及红外辐射性能的影响

根据电磁波趋肤效应理论,从材料的雷达波吸收与红外隐身性能分析,综合考虑铝粉、铁粉和铜粉粒子作为隐身填料的最佳平均粒径范围.以羰基铁粉为例,对吸收剂粒径影响规律进行的试验表明,随羰基铁粉粒径增大,涂层介电常数的ε'、ε"几乎成线性关系增大,而涂层磁导率的μ'、μ"却逐渐减小.涂层雷达波吸收率总是随着羰基铁粉粒径的增大而逐渐降低.研究表明,羰基铁粉的最佳粒径应控制在微米量级以内.     

铁氧体水泥基微波吸收复合材料的初步研究

运用电磁场基本理论 ,研究混凝土—空气界面对微波的反射系数。当视水泥砂浆为无损耗电介质时 ,其对微波的反射系数绝对值接近于 1。以铁氧体吸收剂和水泥复合方法 ,制备具有微波吸收特性的混凝土 ,当吸收剂含量为 33% (质量分数 )时 ,厚度为 3mm的混凝土 ,对于频率为 8～ 12GHz的垂直入射电磁波 ,具有最小约 - 7dB ,最大 - 15dB的微波吸收性能。由于对电磁波反射能力的相对减弱 ,与水泥砂浆相比 ,含有吸收剂混凝土的电磁屏蔽效能有所下降。但这类材料在新型隐身型防护工程构筑、电磁辐射污染减弱以及屏蔽电磁辐射等研究领域具有潜在应用前景     

吸声材料对水下平台声学特性的影响

为了减小水下平台的反射系数,提高其声学隐身性能,提出了在平台表面覆盖吸声材料的方法。利用传递矩阵法,推导了水下平台复合层结构在声波斜入射条件下的反射、透射系数,计算了覆盖吸声材料前后水下平台的反射系数,并分析了材料的摆放顺序、参数变化时对平台声学特性的影响。研究结果表明,未覆盖吸声材料时,平台对声波的反射系数接近于1;覆盖吸声材料后,平台的等反射系数曲线随声波的入射角度、频率大致呈双曲线状,对高频声波的反射明显减小;平台对声波的反射具有频率选择性,增加材料的厚度可以使平台对声波的吸收频段往低频转移;当材料的损耗系数增加时,平台的反射系数降低。实验结果验证了理论计算的正确性。     

电磁轨道炮发射过程中的分布式脉冲电源系统冲击特性研究

电磁轨道炮发射过程中,分布式脉冲电源系统在1~2 ms的时间内,将承受30 kA以上的脉冲电流以及5 kV以上的脉冲电压,对于电源系统关键部件的工作特性造成极大的影响,甚至引起失效。因此,研究分布式脉冲电源系统在电磁轨道炮发射过程中的冲击特性是十分重要的。建立包含动态变化负载的分布式脉冲电源系统模型,利用电路仿真Pspice软件对分布式脉冲电源系统的冲击特性以及关键部件失效后的工作特性进行仿真分析,并将分析结果与实验结果进行对比。研究结果表明：电磁轨道炮发射过程中,分布式脉冲电源系统的电容器组,在单一模块晶闸管发生击穿短路故障后,受到较大的反向电流和反向电压,会对储能电容器造成严重破坏;在单一模块调波电感器发生击穿故障后,会造成故障模块的输出电流波形与电容器输出电流波形脉宽相近,且造成输出电流波形脉冲宽度变小,峰值增大（即通过晶闸管电流的di/dt变大）,可能造成晶闸管高压硅堆正向过流烧毁。仿真结果与实验结果吻合程度很高,证明所建立电磁轨道炮电源模型与实际使用模型十分接近,分析得到的结果准确性更好、可信度更高。