雷达液位计用微波暗室建设

微波暗室是进行天线参数测试及电磁波辐射、散射特性测试的理想场所。在雷达液位计的研制、生产和性能检测过程中,发挥着重要的作用。介绍微波暗室设计的基本原理,给出了部分参数的选取准则,并分析其原因。同时,作为暗室建设的例子,详细介绍了一般雷达液位计生产厂家对微波暗室的需求,以便从结构、屏蔽性能、吸波性能、材料选择等几个方面对小型微波暗室的构建进行阐述。     

电波暗室常用吸波材料性能研究

吸波材料作为电波暗室的关键部件之一,其各类性能指标的优劣将直接影响电波暗室整体性能指标和使用寿命水平。本文对吸波材料及其吸波原理进行了介绍,对目前常见的几种电波暗室吸波材料从材质特性、吸波性能、制造技术等多个角度进行了分析,并结合分析对如何进行电波暗室吸波材料选用给出了启示。     

一种熔融沉积3D打印的高性能超材料吸波结构

高性能超材料吸波结构是近年学术界和工程界研究的热点,它通过单元结构的周期阵列排布形成吸波超材料结构,实现超材料的吸波层与自由空间的阻抗匹配,大幅提高对电磁波的吸收率,在隐形技术、通信天线及微波成像等军事和民用领域具有广阔的应用前景。基于超材料阻抗匹配原理,提出了熔融沉积3D打印技术制备超材料吸波结构的方法,实现了一种由聚乳酸（Polylactic acid,PLA）单元空腔和具有优异电磁特性的蒸馏水复合组成的超材料结构的精确设计与制造,获得了在8.2~30.0 GHz电磁波频带内具有90%以上吸波率的高性能超材料吸波结构。研究表明该超材料结构还具有良好的极化无关和宽角度吸波特性。所设计制造的超材料吸波结构具有性能强、厚度薄、质量小等诸多优异的特性,为推动高性能吸波结构的深入研究提供了一种新的思路。     

PPy@Fe3O4@MXene复合材料吸波性能研究

为探究电磁波吸收材料的吸波性能,利用原位聚合法和溶剂热法合成PPy@Fe_3O_4@MXene三元复合材料。结果表明合理利用各材料的吸波特性进行电磁参数的调控和阻抗匹配的优化设计,可以实现复合材料吸波性能的优化提高。当PPy@Fe_3O_4@MXene三元复合材料在填料量为14wt%时,具有最佳吸波效果,该复合材料在匹配厚度为2.568mm时最小反射损耗值可达38.14dB,此时复合材料的相应带宽17.68GHz。该复合材料的成功制备为发展新型且高效的吸波材料提供了思路。     

阻带带宽可调的小型超宽带双陷波天线

提出了一种阻带带宽可调的具有双陷波特性的小型超宽带天线,该天线由微带传输线馈电、叉型单极子、在地板上加载一对矩形加载枝节、一矩形微带和一L形微带组成;叉形单极子和一对矩形加载枝节产生超宽带辐射特性;通过在地板上加载一个矩形微带线和一个L形微带线引入了3.30~3.68 GHz和5.12~5.85 GHz两个陷波频段。天线在3.1 GHz~10.6 GHz之间回波损耗不大于10 d B,在阻带内具有良好的陷波特性。     

超宽带高性能铁氧体瓦和介质尖劈组合吸波材料的研究和应用

本文叙述了电磁兼容测试用屏蔽半暗室的特点,由于它要求的频带极宽,用一般介质尖劈材料成为不可能。本文介绍了ＥＭＣ屏蔽半暗室的特点及组合吸波材料研制并给出组合吸波材料反回损耗测试结果。     

Ni-SiC/铁氧体复合材料涂层的制备及其吸波性能

为了获得成本低、吸波性能良好、吸收带宽较大的电磁波吸收涂层,运用高压液相氢还原工艺对SiC粉体进行表面镀镍,并与铁氧体复合,制备了Ni-SiC/铁氧体复合材料吸波涂层,研究了单一材料与复合材料吸波涂层在8～18 GHz频段内的吸波性能,并研究了不同材料的电磁参数.结果表明:表面镀镍的SiC粉体与铁氧体复合后,可使该复合材料的复磁导率和复介电常数得到较合理的调整,使频散效应增强,从而使Ni-SiC/铁氧体复合材料吸波涂层的吸收峰值提高、吸收带宽增加,在15.2 GHz达到最小反射率-22.85 dB,且小于-10 dB的有效吸收带宽为7 GHz,吸波性能得到显著改善.     

多层级异质异构吸波超材料功能化设计及熔融沉积3D打印

针对吸波材料向工程应用方向发展需具备轻质和宽带吸波的关键需求,提出了一种有损谐振结构和功能化介质层调控的多层级复合异质异构吸波超材料,通过对介质层进行仿生结构化设计实现吸波超材料轻量化和宽带吸波性能。将热塑性聚合物材料和银铜合金复合制备了特定电导率的复合材料,通过优化银铜合金重量比和复合材料的打印工艺实现了谐振结构电导率的精确控制。基于此,设计了两层有损谐振结构层来调控宽带阻抗匹配和欧姆损耗,利用双材料熔融沉积3D打印工艺实现了多层级异质异构吸波超材料的可控制备。所制备的吸波超材料等效密度为0.3 g/cm3,电磁性能测试结果表明在垂直入射条件下,吸波超材料在3.8～19.24GHz频段实现了高效吸波性能。同时,电磁波在横电波(Transverseelectric,TE)和横磁波(Transversemagnetic,TM)模式下、入射角在50°范围内时,吸波超材料都具有良好的宽带吸波性能。这种多层级异质异构吸波超材料的设计和制造方法为推动吸波材料向工程应用化方向发展提供了技术支撑。     

耦合式 MEMS 微波功率传感器的研究

为了从根本上解决在线式微波功率传感器灵敏度、动态范围和微波性能之间的矛盾,本文创新性地设计出一种耦合在 线式 MEMS 微波功率传感器,将微波功率的提取和检测两个过程相互独立。 根据理论解析模型,得到了灵敏度特性与耦合度 的关系,分析对比了耦合度分别为 10% 和 20% 时的微波特性及灵敏度特性差异。 实验结果表明:两种耦合式 MEMS 微波功率 传感器的反射损耗均小于-20 dB,说明具有良好的反射性能;两种耦合式 MEMS 微波功率传感器的插入损耗均大于-1. 5 dB,说 明具有良好的传输性能。 耦合度 10% 的系统灵敏度为 1. 2 mV/ W @ 9 GHz、1. 4 mV/ W @ 10 GHz 和 0. 8 mV/ W @ 11 GHz,耦合 度 20% 的系统灵敏度为 2. 4 mV/ W @ 9 GHz、2. 4 mV/ W @ 10 GHz 和 1. 3 mV/ W @ 11 GHz,并具有良好的线性度。 本文对于 MEMS 微波功率传感器研究具有一定的参考价值。     

Mn-Zn铁氧体粉末压坯微波烧结致密性研究

采用频率为2.45 GHz的微波对Mn-Zn铁氧体粉末压坯进行烧结,研究微波加热过程样品的吸波性能和致密化特性,并探讨压坯在微波场中的加热机理,用扫描电镜对烧结样品的形貌进行观察。结果表明,Mn-Zn铁氧体粉末压坯在微波加热的初期(温度低于500)吸波性能较好,样品温度上升比较快,平均为15 ℃/min.;当温度高于500 ℃,加热速度逐渐下降,温度到800 ℃左右必须加大微波功率,样品温度才会继续上升;温度高于1 400 ℃,样品发生“热失控”;烧结温度对烧结密度的影响比较显著,密度随烧结温度的升高而增大,从1 250 的4.20 g/cm增大到1 400 ℃的4.93 g/cm;Mn-Zn铁氧体可在微波场中快速烧结致密,在1 400 微波烧结(保温时间为零)Mn-Zn铁氧体粉末样品组织致密、均匀。     

铁-硅-铝合金吸波材料的制备及其性能

以高纯铁、硅、铝粉为原料,采用机械合金化(MA)法制备了铁-硅-铝合金粉,用XRD和矢量网络分析仪分别研究了不同球磨时间粉体的物相组成和铁-硅-铝合金吸波材料在1～18 GHz频率范围内的电磁性能.结果表明:用MA法制备铁-硅-铝合金粉的完全合金化时间为80 h;制备的铁-硅-铝合金粉比原始铁粉具有更优异的电磁性能;铁-硅-铝合金体积分数为43%的吸波材料,在厚度为3mm时,在2～4 GHz频段内具有较低的反射率,在3 GHz处反射率最小为-16 dB.     

稀土改性碳纳米管宽带吸波材料

以碳纳米管为雷达波吸收剂进行稀土掺杂后,和环氧树脂充分混合,制成复合吸波涂料并涂覆在铝板上制成吸波涂层,使用反射率扫频测量系统检测碳纳米管的吸波性能。结果表明：用适量稀土氧化物改性后,碳纳米管的吸波性能大幅提高,在8．40～16．08GHz频段内,反射率R〈-10dg,带宽迭7．68GHz,峰值R=-29．10dB,波峰在10．88GHz。反射率R〈-5dB的带宽达10．60GHz。     

入射角和极化方式对吸波材料反射率的影响计算

分析了角锥型吸波材料在暗室中的应用特点,论述了现有的角锥材料仿真计算方法的原理及其应用局限性,介绍了一种根据垂直入射的反射率测试值所确立的角锥材料简化计算模型一平板近似法;根据该计算模型,文章给出了吸波材料在不同入射角、不同极化方式下的反射率计算公式。分析比较了平板近似法、均匀化模型法以及矩量法对角锥材料垂直入射反射率的计算结果;并以600mm高角锥材料为例,计算了不同入射角和极化方式对角锥材料反射率的影响。这种方法对于相关工程设计人员进行角锥型吸波材料和电波暗室的仿真计算具有参考意义。     

三维多孔CNTs@PANI复合材料电磁波吸收性能

单一的PANI材料吸波频带较窄,微观形貌单一,因此将PANI与其他纳米材料复合制备出具有微纳结构特点的复合材料成为了目前导电高分子基吸波材料的研究热点。植酸具有6个磷酸基团,能够提供质子,同时也能够与苯胺的氨基进行反应。采用植酸作为掺杂剂和交联剂所制备的PANI具有多孔网状结构,在PANI合成过程中通过与羧基多壁CNTs复合制备出CNTs@PANI复合材料,研究了该复合材料的微观结构及电磁波吸收性能。结果表明:CNTs@PANI是一种具有核壳结构的多孔网状材料,其具有良好的阻抗匹配和衰减特性,Z_(in)/Z_0为0.91,接近理想值1,从而促使电磁波能够最大程度地进入材料内部;4.8GHz时其最小反射损耗为-21dB;匹配厚度为1.85mm时,有效吸收范围为12.7～18GHz,吸收频带宽度为5.3GHz,具有潜在的宽频带吸收能力。     

基于矩形贴片天线的应变传感器模拟与测试

当贴片天线经历应变时,天线形状发生改变,导致其谐振频率发生偏移。基于此原理,提出采用矩形贴片天线的应变传感器测量结构中的应变。采用了2.4GHz的1/4波长矩形贴片天线作为应变传感单元,首先,利用HFSS~(TM)软件设计应变传感器的尺寸参数,分别模拟该天线在长度与宽度方向经历拉应变时的谐振频率偏移;其次,分别将贴片天线以纵向、横向的方式粘贴在铝板上进行了受拉实验;最后,利用网络分析仪获得天线的谐振频率。模拟与测试结果表明,天线的谐振频率偏移与天线长度方向上的应变具有良好的线性关系,同时,天线宽度方向上的应变对其谐振频率的影响较小。     

高透光率金属网栅微波/红外二色波组合器

为了实现微波/红外半实物仿真技术中的信号耦合,提出了一种基于高透光率金属网栅的宽频段二色波组合器结构,并建立了金属网栅二色波组合器的微波反射特性和红外透射特性分析模型。为了验证基于高透光率金属网栅的二色波组合器的可行性和分析模型的有效性,利用激光直写工艺在锗基底上制作了金属网栅二色波组合器样片;为了减小倾斜入射时不同极化情况下微波反射率的差异,金属网栅垂直极化和平行极化方向的周期分别设为500μm和400μm。在微波暗室中测量了金属网栅二色波组合器样片在12～18GHz频段的微波反射率,并利用傅里叶红外光谱仪测量了样片在10～12μm波段的红外透射率。计算和测量结果显示,高透光率金属网栅二色波组合器的微波反射率优于-1.5dB,红外透射率约为83%,表明高透光率金属网栅可用作一种新型的宽频段微波/红外二色波组合器。     

双层结构碳黑/ABS复合材料的吸波性能

制备了单、双层结构碳黑／ABS复合吸波材料,并对其在8～12GHz频段内的吸波性能进行了研究,比较了两种结构以及不同组合双层结构的吸波效能。结果表明：双层碳黑／ABS的吸波性比单层结构有明显改善。双层结构设计参数对吸波性能也有不同程度的影响,当吸收层参数一定时,用5％碳黑／ABS作为变换层吸波效果略好;当变换层参数一定时,吸收层中碳黑含量30％,或者吸收层厚度增至6mm,双层结构的吸波性能都得到了明显改善。较佳的双层结构组合为：3mm厚含5％碳黑的变换层加6mm厚含30％碳黑的吸收层。     

射频吸波材料拱形法测试系统的软件开发与应用

随着电磁兼容的不断发展和电磁波吸波材料的应用日益广泛,拱形法作为1 GHz以上频率测试射频吸波材料吸波性能的主要方法,对其研究有着重要意义.基于该测试方法的具体要求,针对该方法测试数据量庞大、数据处理和分析复杂等特点,在Lab VIEW开发环境下,编制了一套拱形法测试系统软件,包括:计算机与矢量网络分析仪通信模块;测试数据和信息写入ACCESS数据库模块;测试数据读取并显示模块.通过开发软件,不仅可以再现射频吸波材料反射系数的幅频特性曲线,而且可以显示出反射系数的幅度-高度曲线和幅度-角度曲线,还可同时显示仅某一测试参量不同的多条反射系数幅频特性曲线,以利于反映材料反射系数随各种测试参量的变化情况,另外程序也可将相同测试条件下不同吸波材料的反射系数幅频特性曲线显示在同一图形中,从而可以方便地对不同吸波材料的吸波性能进行对比分析.实验表明,测试软件可以应用于拱形法测试,并有效地提高了测试以及处理、分析测试数据的效率.     

碳纤维在吸波材料中的应用

介绍了隐身材料的特性,分析了吸波材料的吸波机制,探讨了吸波材料的分类,阐述了常见吸波材料的优缺点、国内外碳纤维吸波材料的最新研究进展及碳纤维的主要应用领域,展望了碳纤维未来的发展趋势。     

圆锥喇叭天线关键制造技术

圆锥喇叭天线具有工作频段宽、功率容量大、辐射特性好、方向性适中、构造相对简单、制造成本低等特点,其应用比较广泛.通常在雷达和微波辐射当中用作定向天线,在抛物面天线等大型天线结构中用作馈源喇叭,以及在其他天线的测试当中用作校准和测试工具等.它是一种波导管终端渐变张开的圆形或矩形截面的微波天线,一般由一段均匀波导和一段喇叭...