随机分布贴片构成频率选择表面的吸波特性研究

探讨了随机分布贴片构成的频率选择表面在吸波材料应用中的原理,提出了用随机分布的电阻贴片来拓展吸波带宽和提高吸收率.用有限元方法仿真分析了这种频率选择表面应用于吸波材料设计的可行性.讨论了表面占有率、表面电阻率以及分布形式对复合材料反射率频率特性的影响.仿真结果证明包含这种新型FSS结构的吸波材料可以很好地改善材料的吸波性能.     

圆孔形FSS对复合材料吸波效能的影响

利用拱形法对制备出的由频率选择表面(FSS)和两层吸波材料组成的夹层复合结构吸波材料的吸波效能进行了测试,研究了频率选择表面对复合吸波材料吸波效能的影响.结果表明:频率选择表面的加入改变了吸波材料的工作频段,拓宽了吸波材料的带宽,并且频率选择表面单元尺寸和电磁波入射角度不同,对其吸波效能的影响也不同.     

嵌入频率选择表面的Salisbury吸波屏设计

在分析传统Salisbury吸波屏的工作原理的基础上,阐述了通过嵌入带损频率选择表面(lossy FSS)来提高吸波性能的可行性,并基于该方案设计了一款能够在3.5~18.5 GHz频率范围内(相对带宽为136%)有效吸波的超宽带吸波结构,这种带损频率选择表面被嵌入在高阻表面(377?/□)和反射面之间。分析了该结构中的附加电阻大小、FSS单元结构和几何尺寸等不同参数对吸波性能的影响,并通过理论分析、计算仿真和实物测量,证实了在厚度相同的情况下,通过加载带损FSS可以使传统Salisbury吸波屏提高约62%的相对带宽,对雷达吸波材料的研发具有一定的指导意义。     

频率选择表面谐振特性在吸波材料中的应用

利用等效电路法(ECM)及时域有限差分(FDTD)算法分析了频率选择表面(FSS)在2.0～18.0GHz的传输特性,并进行自由空间法测试;同时对含FSS复合吸波材料进行了仿真分析与弓形法反射率测试。结果表明,利用FSS谐振特性与吸波材料吸收特性相互作用,反射率小于–10.0dB的合格带宽可达到7.2GHz(5.0～12.2GHz),有效展宽了反射率曲线的合格带宽,实现了吸波材料吸收性能的宽频化设计。     

新型宽频带吸波涂层研究

本文介绍了一种在简单吸波涂层Dallenbach涂层中插入频率选择表面而构成的新型复合吸波涂层;采用等效电路法和传输线理论分析了这种涂层的吸收性能,证明其性能大大优于简单吸波涂层。     

电阻贴片频率选择表面(FSSR)的吸波性能研究

对电阻贴片频率选择表面(FSSR)的吸波性能进行了研究.将传统FSS的导体贴片用电阻贴片代替,制备了由不同尺寸、电阻的FSSR与不同厚度介质层构成的单层吸波材料.在以Agilent 8720ET矢量网络分析仪为核心的弓形法测试系统中,在2GHz～18GHz频率范围内测量了材料的反射率.结果表明:电阻贴片频率选择表面较Salisbury屏有更宽的吸收频带,其单元贴片尺寸、单元贴片电阻以及介质层的厚度都对吸波材料的反射率有明显的规律性影响,但与单一的Salisbury屏和传统的FSS明显不同,并采用传输线理论对其吸收机理进行了分析.     

随机分布频率选择表面对材料电磁波吸收性能影响的实验研究

研究了由随机分布的电阻薄膜构成的频率选择表面(FSS)对复合材料电磁波吸波性能的影响。讨论了FSS中电阻薄膜的表面占有率,电阻薄膜的面分布状态以及电阻薄膜的面电阻等因素对材料反射率变化的作用。实验结果表明,在复合材料中加入适当表面占有率的FSS可以显著地提高复合材料在频率低端的吸收效果。具有非对称分布形态的FSS比对称分布的FSS能更好地改进复合材料的吸收性能,同时吸收性的改进也和导电膜的表面电阻有关。     

多层旋波媒质平板的反射与透射

本文先利用电磁场的边界条件导出平面电磁波垂直入射于多层平板旋波媒质的透射场表达式。然后用传输线理论中的阻抗法,解决了多层平板旋波媒质的反射问题。最后对多层旋波媒质平板的一特例－双层结构型旅波吸波材料进行了计算机辅助设计分析,分析表明,双层代替单层可以在一定程度上改善涂层的吸波特性。     

频率选择表面谐振特性在玻璃钢结构吸波材料中的应用研究

研究了频率选择表面(FSS)的谐振特性对玻璃钢(FRP)结构吸波材料吸波特性的补偿提高作用。为了提高FRP在8~11 GHz频段内的吸波特性,利用有限元法仿真设计了圆环孔径型以及双方环贴片型两种不同图形样式的FSS,并用自由空间法对其谐振特性进行了测试,最后利用FSS谐振特性对FRP在8~11 GHz频段内的吸波特性进行了补偿优化。结果表明,利用FSS在对应频段内的谐振特性,能够将FRP在8~11 GHz频段内的反射率全频段降至–10 dB以下,从而大幅度提高了FRP的雷达吸波特性。这为玻璃钢结构吸波材料的隐身化研究开辟了一条新的途径。     

影响低发射率涂层与超材料吸波体兼容的关键因素探究

为了实现8~14μm波段低反射率涂层与超材料吸波体的兼容隐身,探究了影响低发射率涂层与超材料兼容性能的关键因素。采用IR-2型发射率测试仪测定涂层在8~14μm波段的发射率,用弓形法测量了超材料涂覆涂层前后的反射损耗曲线,并采用矢量网络分析仪测试了涂层电磁参数。结果表明,涂覆低发射率涂层后,可将超材料吸波体的红外发射率降至0.126,但是其对超材料吸波体原有吸波特性影响较大,平均反射损耗以及吸收带宽都有所减小。在涂层4个电磁参数中,介电常数实部为影响低发射率涂层与超材料兼容的关键因素,低发射率涂层的介电常数实部较高,导致本征阻抗较小,与自由空间的阻抗不匹配,对雷达波的反射较多,涂覆后对超材料吸波体原有反射损耗特性影响大。     

频率选择表面结构吸波体的电磁特性研究

采用时域有限差分法(FDTD)计算了蝶形和方环形FSS单元图形的反射与传输特性以及反射信号与入射信号的相位关系,并对计算结果进行了分析.结果表明电磁波的干涉相消是FSS吸波体吸波的主要原因,并且当反射电磁波满足2nπ的相位关系时才能达到最佳吸波效果;FSS吸波体的中心频率随介质层厚度的增加而下降;介质层厚度为5 mm时...     

频选膜拼接工艺误差对复材天线罩电性能的影响

加载频率选择表面(FSS)薄膜的复合材料天线罩在实际制作过程中,需将若干FSS薄膜结构进行拼接以构成一个整体,FSS膜的拼接工艺误差则对天线罩的电性能产生实质性的影响。文中设计了一款X波段的A夹层平板复合材料天线罩,并建立了由拼接工艺误差带来的FSS膜搭接和FSS膜缝隙的电磁仿真模型,研究了不同拼接工艺对复合材料天线罩的透波率、电磁波传输特性的影响以及对天线辐射特性的影响。研究结果表明：天线罩中的FSS薄膜结构的拼接错位对电磁波传输影响明显,会明显降低天线主瓣增益和天线罩透波率;当入射电磁波的极化方向与FSS薄膜结构的搭接缝方向相同时,FSS膜结构对天线罩透波率影响较大,当极化方向与FSS薄膜结构的搭接缝方向垂直时,则其对天线罩透波率影响较小;两块FSS膜结构边缘搭接的相对位置和搭接距离对天线方向图有明显影响;两块FSS薄膜结构边缘无搭接且存在缝隙则对天线罩透波率影响较小。该研究对复合材料天线罩的制造工艺具有工程指导意义。     

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。     

一种液控可调透明吸波结构

提出一种液控可调透明吸波结构。该结构由双方环频率选择表面结构、透明介质层和导电底板构成。介质层包括上下两层液体介质填充层,通过注入不同电参数的液体介质,实现吸波结构吸收率的调控;通过注入不同颜色的液体介质,实现结构表面颜色的变化;采用液体介质循环注入方式和流速控制,可调控结构表面温度。提出的结构有望应用于光学、红外和雷达多波段融合伪装装备,同时为背景自适应伪装奠定基础。本文主要研究注入液体介质对吸波性能的影响规律。仿真结果表明:改变液体介质注入模式和介质种类可以在4~18 GHz 频带内实现10 dB 以上反射率大幅动态调控,并且该吸波结构具有同时对光学和红外特性进行调控的潜力。     

取向吸波贴膜电磁性能研究

提高吸波材料的电磁性能,是新型电磁波吸收材料的重要研究内容。采用朗道-利夫希兹-吉尔伯特(LLG)方程、等效媒介理论和传输线理论,分别对随机取向和一致取向吸波贴膜的本征磁导率、等效磁导率和反射损耗进行了计算。计算结果表明当微波吸收剂一致取向时吸波材料的本征磁导率、等效磁导率和反射损耗均有显著提升。通过改变吸波贴膜内部吸收剂空间排布的方式,可以有效地提高吸波贴膜的电磁性能。针对流延法制备吸波贴膜的过程,对刮刀下流延浆料速度曲线和微波吸收剂取向之间的关系进行了分析,通过微波吸收剂的取向张量对吸波贴膜的取向程度进行了表征。通过改变流延过程中的物理参数,可以调控吸波贴膜的取向状态。     

基于裂缝谐振环周期结构的频率选择表面

介绍了一种利用裂缝谐振环构成的缝隙型频率选择表面。使用有限元法对这种频率选择表面的电波传输特性进行了全波仿真分析。同时,提出了简单的L-C等效电路模型,并结合巴比涅原理分析预测了这种频率选择表面的谐振频率。分析结果表明,频率选择表面的谐振频率由单元结构决定,受单元周期的影响较小,而且透射波具有沿垂直于裂缝方向的极化选择性。实验测量结果与理论分析吻合。     

金属衬底多层各向异性介质电波反射特性研究

通过分析和计算多层各向异性介质的电磁波传输矩阵,导出了金属衬底上多层各向异性介质的电磁波反射系数计算方法,举例验证了该计算方法的正确性.作为一个应用例子,初步分析了金属衬底上各向异性材料的极化转换特性,为复杂电磁材料的电磁散射近似计算提供了理论基础.     

PML吸收边界的时域有限差分法的数值色散研究

PML吸收边界以其优异的吸收能力与效果而倍受人们的关注。本文针对运用PML吸收边界的时域有限差分法的数值色散问题进行了研究,并得到了较为满意的结果,PML吸收边界在有效减少电磁 波在边界上的反射的情况下,并没有带来对数值色 散的不良影响。     

基于耶路撒冷十字图案FSS宽带RAS的设计与性能研究北大核心CSCD

设计并制备了一种基于耶路撒冷十字图案的频率选择表面(FSS)吸波结构。吸波结构基本单元是由石墨烯耶路撒冷十字结构、高发泡聚氨酯泡沫和金属铝板组成。通过电磁仿真软件,探究了FSS的单元结构参数对吸波结构电磁性能的影响。仿真结果表明,吸波结构的相对带宽和吸收效果可以通过改变FSS单元参数来调节。采用遗传算法对FSS吸波结构进行参数优化并制备了吸波结构样件。利用单喇叭测试系统对样件的反射率进行了测试,测试结果与仿真结果基本一致,结果表明该吸波结构在反射率为-20 dB以下的相对带宽为0.72,且在8.6~18.0 GHz的频率范围内均可达99%以上的吸收效果。