颗粒媒质等效电磁参数的研究

本文根据强扰动理论,导出了随机取向颗粒混合媒质等效电磁参数的计算方法。将这一理论应用于吸波材料的研究,找出了吸收剂粒子的最佳外形;获得了多粒子外形铁氧体吸波材料等效介电常数和等效磁导率的计算公式。测试数据表明,理论计算与实际测量值吻合得很好。     

人工电磁材料等效磁导率的研究与计算

本文研究了人工磁性材料的等效磁导率提取与计算问题.等效磁导率是指人工结构材料的电磁响应可以用等效的磁导率电磁响应来等效表示.在此处的等效主要是指散射参数的电磁响应等效.文中通过利用平均场的方法得到了等效的磁导率,平均场采用高斯面积分和体积分完成.由场平均方法得到的等效磁导率与散射参数反演得到的等效磁导率进行了比较,两种结果符合一致.     

通过流延法制备铁粉基吸波电磁膜及其吸波性能研究

采用流延工艺制备含不同形貌铁粉吸收剂的吸波电磁膜,研究了所制电磁膜的吸波性能。结果表明:电磁膜吸波性能受到作为吸收剂的铁粉相貌的影响。采用片状铁粉吸收剂试样在2~18 GHz频率范围内实现微波反射率基本达到–5 d B,采用球状铁粉吸收剂试样在5~18 GHz频率范围内实现微波反射率基本达到–5 d B,吸收峰值均大于–20 d B。     

磁性薄膜微波电磁参数测试方法研究进展

Fe、Co基合金薄膜具有高磁导率、高损耗等特点,可实现微波的宽频带吸收,是一类具有很大发展潜力的新一代吸波材料。磁性膜的复磁导率对吸波性能有重大影响,因而在吸波材料研究中提出了磁谱测量的紧迫要求。综述了国内外磁性薄膜电磁参数微波测量方法,主要介绍了磁性薄膜电磁参数的谐振腔法、双线圈法和传输线法,并对当前研究中存在的问题进行了讨论。     

FeSi纳米晶片状微波吸收剂研究

采用气体雾化工艺和高能球磨处理技术制备了纳米晶FeSi扁平状颗粒材料。研究了高能球磨处理和热处理工艺对材料微结构、形貌和微波电磁特性的影响。结果表明:高能球磨处理使雾化粉粒形状扁平化并使其晶粒细化,从而使FeSi微粉的微波磁导率显著提高,介电常数被有效控制;热处理后可以进一步改善其微波电磁性能。对该材料制作的涂层吸波性能的测量表明,在4GHz附近微波段具有良好吸波性能。     

材料参数测量误差对吸波材料优化设计结果的影响

根据吸波材料电磁反射系数的传输线理论进行优化设计是微波吸收材料研究的重点,微波吸收材料的吸波效果与其电磁参数(介电常数与磁导率)和材料厚度密切相关,电磁参数测量的准确性与微波吸收材料厚度制作的精确性,对微波吸收效果有很大的影响。通过理论计算分析,探讨了电磁参数测量误差对微波吸收材料优化设计结果的影响,并讨论了微波吸收体厚度制作误差对微波吸收材料吸波效果理论计算值对优化值偏离的影响。     

铁氧体磁环并联结构磁导率研究与验证

采用等效阻抗和等效磁导率的方法对铁氧体磁环并联结构磁导率进行理论分析,最终得到并联结构磁导率的函数,并通过测量不同材料的铁氧体构成的并联结构的磁导率,验证了理论分析结果的有效性。     

单层高磁导率吸波薄膜的设计

以高磁导率薄膜作为现代电子系统内的吸波材料具有薄、轻的优点,但传统观点认为单层吸波材料的厚度取1/4个介质内波长时,会产生谐振损耗或干涉相消而致使功率反射系数最小.而本文的计算分析表明,要使目标频点的电磁波吸收最强,单层高磁损耗吸波材料的厚度一般小于1/4个介质内波长.且薄膜的磁导率实部的增加能够扩展吸波的带宽,而虚部的减小则有助于缩减吸波的带宽.     

不同形状特征的碳基复合材料吸波性能分析

基于短切碳纤维、碳纳米纤维、石墨烯及炭黑,分析研究碳基复合材料中吸收剂形状比对电磁特性,尤其是吸波性能的影响。采用矢量网络分析仪测试基于不同形状比吸收剂形成碳基复合材料的电磁参数,并且计算出样品理论反射损耗。结果发现,随着频率的增加,碳基复合材料的介电常数逐渐减小;碳纳米纤维样品厚度为2 mm,在8 GHz时反射损耗达到-8 d B;炭黑与石墨烯质量比为1∶1时,在0. 5~12. 8 GHz频段内损耗角正切tanδ随频率的增大而增大且样品厚度为2mm时,其在12~16. 2 GHz反射损耗小于-10 d B,且在12. 8 GHz时反射损耗达到-22. 5 d B。通过对不同形状比吸收剂形成碳基复合材料的电磁参数分析,发现具有一定长径比或较大比表面积的吸收剂复合有利于提升碳基复合材料的吸波性能。     

扁平化对FeSi吸波材料微波电磁性能的影响

为阐明吸收剂颗粒形状与吸波材料微波电磁性能之间的关系,采用机械球磨工艺对气雾化球形FeSi合金粉末进行扁平化处理并制成FeSi吸波材料。借助SEM和矢量网络分析仪,研究了球磨时间对FeSi颗粒形貌及1～18GHz内吸波材料电磁参数与吸波性能的影响。结果表明:随着球磨时间的增加,FeSi颗粒的扁平率增大。与未球磨样品相比,球磨32h的FeSi合金吸波材料的ε'在整个频率范围内增大了0.5倍,μ'(在1GHz时)由1.24增大到1.94,μ"(在1GHz时)由1.00增大到1.30。扁平化处理明显改善了FeSi吸波材料的低频吸波性。     

Ni添加量对FeCoNiB-SiO_2薄膜电磁性能的影响

采用RF溅射工艺制备了FeCoNiB-SiO2系薄膜。研究了Ni添加量对该种薄膜微结构和电磁性能的影响。结果表明,添加适量的Ni有利于FeCoNiB-SiO2薄膜获得优良的微波电磁性能。通过控制Ni的添加量,可以得到在GHz频段同时具有高磁导率和高损耗的薄膜样品,其磁导率实部μ'和虚部μ"在0.5~2.0GHz的宽频带范围内分别大于240和100,在2.1GHz处更是均大于400,其电阻率也达到了868×10–6?·cm。该薄膜可应用于微波吸收材料或抗电磁干扰的设计中。     

镀镍中间相沥青基碳纤维的吸波性能

为了改善中间相沥青基碳纤维的磁性能和吸波性能,通过化学镀工艺在中间相沥青基碳纤维表面均匀包覆了金属镍,研究了镀镍中间相沥青基碳纤维的磁性能和微波吸收性能。以镀镍中间相沥青基碳纤维作为吸收剂,环氧树脂为基体制备了单层吸波涂层,涂层的厚度为1.02 mm时,吸波涂层在15.4~18 GHz反射率R小于-10 dB,最大吸收峰在18 GHz,反射率R为-20.74 dB。探讨了镀镍中间相沥青基碳纤维的吸收机理,在含镀镍中间相沥青基碳纤维的吸波涂层中,镀镍中间相沥青基碳纤维作为偶极子在电磁场的作用下,会产生耗散电流,在周围基体作用下,耗散电流被衰减,从而电磁波能量转换为其它形式的能量,主要为热能,这是镀镍中间相沥青基碳纤维偶极子吸波涂层的主要吸波机理。     

Computer aided measurement of the electromagnetic parameter for the microwave absorbing materials

The electromagnetic parameters of microwave absorbing materials are important criteria when appraising the properties of absorbents. For reconstruction of parameters which belongs to the inverse scattering problem, the test data in requirement of traditional impedance method are "just enough" and not "redundant" to comprehensively evaluate the electromagnetic properties of materials. A novel optimization approach involving multiple impedance measurements is introduced in this paper to implement automatic measurement for electromagnetic parameters on microwave slot-line. Some results for standard samples and microwave absorbing materials are given.     

BaTiO3掺杂羰基铁粉复合材料吸波性能研究

BaTiO3介电材料在微波频段具有良好的介电频散特性,可通过在羰基铁粉吸收剂中掺杂BaTiO3改良其频散特性。采用固相合成法在不同温度下制备了BaTiO3粉体,测试表明,制备的BaTiO3粉体形成了单一的四方相晶体结构,具有很高的纯度和结晶度、较好的频散特性。在羰基铁粉中掺杂不同含量的BaTiO3粉体,使用同轴线方法测试了复合粉体在2～18GHz频段范围内的介电常数和磁导率,基于传输线理论计算获得了复合粉体的反射系数,对比结果显示：BaTiO3粉体的掺入,明显改进了羰基铁粉介电常数的频散特性,有效地提高了低频波段（2～5GHz）的吸收性能,含有4％BaTiO3（质量分数）的样品在3GHz处的反射系数达到-8dB。适当比例BaTiO3和羰基铁的混合粉体有望成为性能优越的低频波段吸波材料。     

(Zn_(0.3)Co_(0.7))_2-W型钡铁氧体电磁特性及吸波性能

采用sol-gel法合成了Ba(Zn0.3Co0.7)2Fe16O27六方铁氧体样品。通过XRD、SEM和Agilent8722ET网络分析仪等表征手段,研究了样品的显微结构、电磁特性及吸波性能。结果表明:在1250℃下制得的样品基本为单一相的Ba(Zn0.3Co0.7)2Fe16O27铁氧体。样品在14GHz附近出现介电损耗峰,在8～12GHz和15～17GHz内出现很宽的磁损耗。当吸波涂层厚度为1.85mm时,在15.3GHz左右反射损耗峰值可达到–23dB,并且在9～18GHz内反射损耗RL小于–10dB,具有优异的微波吸收性能。