利用改进简化PSO优化设计多层吸波材料

现有的粒子群优化算法(PSO)在传统多层平板吸波材料的优化过程中收敛速度慢,寻优精度低。为了改善设计的收敛速度和寻优精度,利用改进简化粒子群优化方法(ISPSO)在传输线法计算模型基础上对多层吸波材料进行了优化设计。优化设计结果表明,在0.8～6GHz范围内,5层吸波材料的反射系数在-22.98 dB以下,得到的结果比现有文献好。     

基于改进粒子群优化算法的宽角度高吸收率超材料吸波体设计

超材料吸波体的性能受电磁波入射角度的影响,具有宽角度稳定性的吸波体一直是吸波体设计的难点之一。传统设计方式依赖于人工设计和优化,存在设计困难且周期长的缺陷。针对设计目标的特点,基于改进粒子群优化算法设计了宽角度高吸收率超材料吸波体。通过添加动态权值和高斯误差解决二进制粒子群优化算法后期局部搜索能力弱的问题,用改进的二进制粒子群优化算法优化吸波体表层0、1编码的离散金属块结构实现高吸收率和宽入射角吸收特性。仿真结果表明,设计的超材料吸波体在9.4～13.3 GHz频段的吸收率大于90%,在11.6～12.6 GHz频段内可实现完美吸收（吸收率大于99%）,横电、横磁极化波60°斜入射情况下超材料吸波体在带宽内的吸收率大于80%。该设计方法有效弥补了传统设计方法的缺陷,展现出按需设计和设计过程无需人为干预的独特优势,在相关领域具有广泛的应用前景。     

粒子群算法在三维微带阵列优化设计中的应用

采用粒子群算法与微波仿真软件CST联合仿真的方法,针对拓展吸波带宽或降低吸波材料厚度的不同要求,通过设计不同的适应度函数,实现了对三维微带线阵列吸波结构材料的优化设计。设计结果表明,经过优化设计,吸波材料的吸波带宽可以增加30%,或在吸波性基本不变的条件下材料厚度减少15%。调节适应度函数中的权重,还可以有针对性地拓展吸波材料的频率低频段或高频段。所采用的计算流程可以全程自动进行优化处理。     

基于粒子群算法的宽带电阻型FSS吸波材料优化设计

利用电阻型FSS 吸波材料结构,结合粒子群算法优化设计了一种宽频带低剖面的微波吸波材料。通过设计不同的自适应度函数,探讨了优化策略对吸波材料设计结果的影响。在综合平衡宽带和低剖面的条件下,设计出的吸波材料,其-10dB 带宽达到6. 25 ~25. 30GHz,而厚度仅为3.92mm。对设计结果进行了实验验证,结果证明了粒子群优化算法设计的有效性。所采用的计算流程可以全程自动进行优化处理。     

吸波材料基体的应用与研究现状

在介绍吸波材料分类与原理的基础上,归纳了目前吸波材料中基体的应用与研究进展,总结了基体材料研究中的问题,指出提高高分子基体的耐温耐候性能、提高无机吸波材料的韧性及增加吸收剂的填充量是今后吸波材料的重要研究方向.     

多层吸波材料的数值优化设计

在多层的复合吸波材料研究中，为达到薄、轻、宽等设计要求，通常需要采取有效的优化设计。本文基于各层的电磁参数的实测值，构造了合理的目标函数，再用计算机数值计算方法对各层的厚度和整体材料的吸波性能进行优化，从而提高了材料的研究效率。用这种方法指导制备出的多层结构型吸波材料在8-18GHz内反射率均低于-10dB。     

切比雪夫吸波材料的设计与仿真

利用仿真软件HFSS研究了30 MHz～1 GHz频段内碳填充型聚氨酯角锥和三级锥形切比雪夫多级吸波材料的吸波性能。结果表明,碳填充型聚氨酯角锥在100 MHz以上的高频段吸波性能较好,但在低频段吸波性能并不是很理想。在所含碳含量相等的情况下,采用切比雪夫吸波材料后吸波性能得到了明显改善,低频段大多数频点的反射率能够降低3 dB以上。     

宽带天线罩和雷达吸波材料的优化计算

利用Dixon优化算法优化各介质层的厚度,并采用多层结构,使在确定的频率点上天线罩对电磁波有很好的透射特性,雷达吸波材料有较强的吸收特性;而且达到宽频带的要求。计算结果表明,优化的天线罩对固定频率的电磁波的透射系数的幅值接近最大值1,而附在金属表面的雷达吸波材料对固定频率的电磁波的反射系数的幅值接近最小值0;并且随着介质层数的增加,频带明显展宽。     

浸渍层厚度对蜂窝吸波性能的影响

研究了浸渍层厚度对双层蜂窝材料吸波性能的影响。结果表明：蜂窝材料的吸波性能不仅与浸渍层的电磁参数有关,还与其厚度有关。随浸渍层厚度的增加,蜂窝材料的吸波性能逐渐增加;厚度达到一定程度后,高频吸波性能增加,而低频吸波性能则降低。     

红外隐身涂层的制备及其与雷达吸波涂料的兼容性研究

采用双层涂覆的方法制备了雷达.红外隐身兼容涂层,研究了红外隐身涂层的填料种类、含量以及涂层厚度对雷达隐身涂层吸波性能的影响,通过优化条件得到对雷达吸波性能影响最小的红外隐身涂层.实验结果表明,用双层涂覆的方法,以特殊形态片状微米级铝粉作为顶层红外隐身涂层的填料,填充量为40%,且涂层厚度达到20μm时,涂层的红外发射率可达0.15左右,其对底层雷达吸波层吸波性能的影响较小.     

多层金属栅网混合结构吸波特性分析

文中采用传输矩阵理论和二端口级联网络分析了多层金属栅网混合结构的吸波特性,通过将多层金属栅网与多层介质阻抗匹配,在介质厚度不变的情况下,明显提高了混合结构的吸收峰值;同时,通过调整每层金属栅网的半径、间距,可调整混合结构吸收峰值位置,给出了典型混合结构的仿真计算结果.结果表明,混合结构吸收峰值可提高6 dB以上,在保证吸收效果的前提下,调整了吸收峰值的位置,可根据要求用于设计不同频段的吸波材料.     

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.     

基于特征基函数的柱面共形吸波超材料的优化设计

针对吸波超材料与柱面载体共形时其吸波性能变差的问题,提出了一种非均匀单元方案及其优化设计方法.在柱面共形设计中,根据吸波超材料在无曲率变化方向上的周期性建立周期边界条件.基于特征基函数法的子块划分个数通过周期边界条件进行压缩,降低了矩阵方程求解维度,提高了优化设计速度.通过遗传算法优化,得到一组非均匀单元设计参数,并进行加工和实测.仿真和实测结果表明,所设计的非均匀单元方案改善了柱面共形对吸波超材吸波性能的影响,在2.8~8.0GHz频段内实现了良好的雷达散射截面积减缩特性.     

微波吸收材料电磁参数的计算机辅助测量

微波吸收材料的电磁参数在评价吸收剂性能时是一个重要指标。参数重建属于电磁逆散射问题,而传统的阻抗方法仅利用正好足够的测试数据来获取电磁参数,未能利用冗余数据对材料的电磁性能作综合评定。本文介绍结合网络参数的多点测量阻抗的优化方法,在测量线上实现了电磁参数的自动测量。文中给出了标准样品和吸收材料的实测结果。     

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。     

Hochfrequenz-Schaltungsdesign auf Basis Multilayer-Hybridtechnologie

The continuous miniaturization-process of wireless communication products requires more and more specific design- and simulation methods. Design engineers have to find the right trade-off between miniaturization and functional performance regarding production influences. For the realization of radio-frequency and microwave circuits the multi-layer hybrid technology has been recently applied and is about to expand to further application fields. Utilizing e.g. low temperature co-fired ceramics (LTCC) up to 30 metallization layers is state of the art. The design of such circuits can be accelerated essentially by applying EM analysis methods. In many cases the EM analysis is the only way to identify, avoid or compensate parasitic couplings between circuit elements at the very beginning of the layout process. The selection of the right analysis method plays an important role. Also the possibility to rapidly adopt designs to new specifications or changing production parameters by utilizing efficient design tools in combination with optimized design work flows is getting more and more important.     

SIR带通滤波器的设计

利用微波网络理论分析了阶梯阻抗谐振器(SIR)平行耦合线带通滤波器的结构，给出了此类带通滤波器的设计实例，并结合射频和微波电路CAD软件——Angilent ADS2000对其参数进行了仿真优化。利用CAD仿真优化大大地提高了设计的灵活性和准确性。仿真结果表明，所设计的SIR滤波器的性能与理论值相一致，能够满足工程设计的要求。     

基于集总电阻的S波段小型化超材料吸波器

提出了一种基于集总电阻的S波段小型化超材料吸波器(Metamaterial Absorber,简称MMA)结构, 并进行了理论分析和仿真验证。设计的MMA 基本单元结构由加载了集总元件的电谐振器、中间隔离层和金属背板组成。利用S 参数反演算法求出等效阻抗,结果表明集总电阻的加入使该MMA 在较宽频带范围内有较好的阻抗匹配特性。根据等效电路理论,分析了MMA谐振吸收频率与其单元结构几何参数之间的关系。通过MMA 单元结构表面电流和能流分布分析了其吸波机制。不同模式下的极化角和斜入射角吸收率表明:该MMA具有极化不敏感和宽入射角特性。进一步研究MMA 结构-参数对其吸波性能的影响,通过单元结构几何参数和集总参数的调节获得最优的MMA模型。最终,通过MMA基本单元结构的进一步优化设计,使其在1.9～6.0GHz 范围内吸收率达到90%以上,对应的相对带宽达到101.9%。该设计有望在电磁能量捕获及隐身领域拥有潜在应用价值。     

利用吸收体降低弹翼RCS的实验研究

简要介绍微波吸收体在弹翼阻抗匹配技术中的应用,阐述了微波吸收体设计的基本方法,探讨了吸收体对降低弹翼RCS的作用机理,并给出相应的实验结果。