单涂层吸波材料匹配设计及偏差研究

本文在文献[1]提出的单涂层吸波材料设计两项原则的基础上,结合具体实例详细说明了这两项原则的具体应用.研究了一系列相关参数间的作用规律,通过分析说明这两项设计原则既可为吸波材料本身的研究提供方向性指导,又可具体指导单涂层结构设计。最后讨论了涂层电磁参数在偏离匹配条件的情况下,对涂层吸波性能影响的具体结果分析,并给出了评价吸波剂性能的评价原则及方法。     

"广义匹配规律"在多涂层吸波材料设计中的应用

应用广义匹配规律(GML)给出了多涂层吸波材料的功率反射率公式,定义了广义匹配规律的匹配常数M,并讨论了匹配常数M与功率反射率Rp、百分比功率反射率Rhp、涂层厚度d、相对介电常数εr、相对磁导率μr的关系.指出随着厚度d的增大,当M＞1时,Rbp开始时下降迅速,然后很快趋于0;当M＜1时,Rbp开始时下降迅速,随后出现振荡并随d的增大而趋于某一定值,但当M＜1且介质和空气的阻抗完全匹配时,振荡消失;M=1时为临界情况.另外指出,在d很小且1≤μ'r≤4的要求下,要使Rp有较大的分贝数,M应取大于1的值,而且发现优化ε"r对Rp的提高并不明显,而优化μ"r则是主要的,这也证明了全貌分析方法提出的观点.     

吸波材料的物理机制及其设计

吸波材料是一种重要的军事隐身功能材料,其机理本质上是电磁波与物质相互作用,入射的电磁波通过介质最大限度地转变成熟能或其他形式的能。评价吸波效能的主要参数是损耗因子、复介电常数、复磁导率。作者用简单的等效电路分析了材料吸波机制,阐明了这些参数的物理意义,定性地给出了吸波材料的设计方向。分析结果表明：吸波材料的电磁损耗机制分为3种类型,即电阻损耗型、介电损耗型和磁损耗型;设计吸波材料时要综合考虑损耗吸收和波阻匹配2种因素;多元复合尤其是纳米无机物与有机聚合物复合,将3种损耗有效结合,并尽可能阻抗匹配,这是实现轻质、强吸收、宽频、微波红外隐身兼容且综合性能好的吸波材料的有效途径;研究材料的吸波特性还必须从微观层次上用量子理论分析材料对电磁波的基本吸收过程。     

涂层吸波材料中表面反射的影响及优化设计

讨论了广义匹配规律下电磁波入射到以金属为衬底的涂层吸波材料时,表面反射对总吸波性能的影响并给出相应的理论公式.利用三维网格法讨论了电磁波垂直入射的情况,结果表明:涂层吸波材料的介电常数ε对表面反射的影响起主要作用,而磁导率μ的作用并不明显,即在考虑表面反射的优化设计中调节ε是主要的.结合具体材料进行了优化设计.同时发现:在满足广义匹配规律时,表面反射波位相发生突变.另外,在不同广义匹配常数M1下,对百分功率反射率Rp与厚度d的变化规律给出了合理解释.     

吸波材料研究进展

雷达波吸收材料是现代武器隐身技术的关键材料之一。随着隐身技术的迅猛发展,吸波材料的研究受到世界各国的高度重视。本文介绍吸波机理、涂覆型吸波材料与结构型吸波材料的种类、结构型式以及国内外的相关研究进展情况,并提出吸波材料的发展趋势。     

实现轻、薄、宽涂层吸波材料的技术途径

现代军事装备迫切要求研制轻、薄、宽的涂层雷达吸波材料,这是极为困难的事情.文章采用全貌分析方法研究薄层、宽带吸波材料需求的电磁参数分布集,利用网格图分析了吸波材料在相应频率下的电磁参数:εr,iε,μr,iμ与材料的厚度、反射率衰减的dB值之间的关系.通过分析不同频段下的电磁参数分布集,指出研制轻、薄、宽涂层吸波材料的技术途径是按各频段要求提高相应的磁损耗参数μi,而且是唯一的途径.     

吸波材料的研究进展

不管是军事用途还是民间用途,吸波材料都扮演着极其重要的角色,能够有效的躲避敌人的雷达探测,从而做到杀敌于无形,在日常生活中,能够有效减少或躲避电磁波对人体或者重要仪器的破坏。吸波材料按照成分分类可分为传统型磁性金属基吸波材料、新型碳基吸波材料、金属硫化物基吸波材料、金属氧化物基吸波材料、MOFs基吸波材料、LDHs基吸波材料、导电聚合物基吸波材料等。综述了吸波材料的最新研究进展,介绍了吸波材料的吸波机理和吸波性能的电磁参数。     

吸波材料设计中的全貌分析方法

多棱凸面体外形（如F－117）能达到低频（L，S波段）隐形要求，但如同等离子体隐形技术那样都存在强散射方向，难以对抗高精度时，空平台上的地，空一体化多基探测，微波吸波材料和合理形结合是最好的微波隐形选择，但难点是低频－薄层吸波材料难以实现。为此，提出了实现低频－薄层吸波材料的新途径，全貌分析研究方法是以系统论的观点和数字方法表述需求吸波材料有关参量的相互关系，并系统地指出传统设计方法的局限性和所导致的错误观念。     

展宽雷达涂层吸波材料频带的新方法

为了展宽薄型吸波涂层的频带，分析了涂层结构的频率特性及本征带宽，提出利用材料的色散特性展宽频带的频率补偿法与频带跟踪法。通过计算机模拟，得到有效的结果。     

一种左、右手材料结构吸波体吸波特性研究

提出了一种空气／左手介质／右手介质／金属的双层吸波体结构,引入左手材料做匹配层,利用传输线模型与计算机仿真方法考察了左手材料各个参数变化对吸波性能的影响．仿真结果表明：左手材料各个参数适当的选择对提高吸收率起着重要作用;在给定参量条件下,左手材料层厚度最佳值为1mm;随着左手材料层厚度的变化,吸波体的吸收峰值将降低且峰值对应的频率也将分别向低频或高频移动．     

高介高压介质材料及其工艺的探讨

阐述了选择高介高压介质材料的理论依据,确定了以SriiO_3—Bi_2O_3—Tio_2系为基进行改性的适合制作高介高压介质材料的理想组成。同时对材料不同生产工艺下制样和重烧处理后的电性能做了比较,从而确定出了一种较完善的工艺方法。     

多层吸波材料的优化设计

不同介质层的组合,有别于单层介质,具有特殊的电磁特征,本文从经典的麦克斯韦电磁场理论出发,推导出相对复介电系εｒ和相对复导磁率μＴ的表达式,引入法向阻抗的概念。     

多层吸波材料的计算机辅助优化设计

介绍了一种用于多层吸波材料设计的计算机辅助优化系统。该系统可以对入射电磁波进行跟踪计算,并借助于单纯形法对计算结果进行自动优化,从而实现了对多层吸波材料的参数优选、分层组配和性能预报。利用本系统还可以实现吸波材料的三维设计,分析各介质层电磁参数对吸收率的影响。     

含磁性金属纤维的多层雷达吸波材料的设计

提出了一种设计多层雷达吸波材料的方法。在使用普通的损耗材料进行设计时,很难在低频段获得较低的反射率。磁性金属纤维在低频段比普通损耗材料具有更大的磁导率,此前还没有包含磁性金属纤维的吸波材料的设计。文中的设计将磁性纤维作为一层,其他层由普通的损耗材料构成,利用设计的一个程序对这几层材料的参数和厚度进行了优化,该程序利用了改性的遗传算法。得到的结果显示出反射率在低频段有了明显的改善(-8 dB对比普通设计的-3 dB)。此设计提供了一种获得优良吸波材料的方法。     

圆柱坐标系下的网格波阻抗及其应用

从圆柱坐标系下麦克斯韦方程的时域有限差分式和特征解出发 ,引入了二维和三维圆柱坐标系下网格波阻抗 (MWI) .结合完全匹配吸收层 (PML)概念 ,推导出了二维圆柱坐标系下的MWI PWL吸收边界条件算法 .通过数值实验 ,研究了圆柱坐标系下网格波阻抗的正确性和它在圆柱坐标系下时域有限差分法 (FDTD)中的应用 .计算结果证明 ,当采用非均匀圆柱坐标系下FDTD法计算时 ,圆柱坐标系下网格波阻抗可以较准确地计算由于网格尺寸不同造成的数值反射误差 .同时 ,网格波阻抗也为确定网格尺寸容许可变的范围提供了理论标准 .二维圆柱坐标系下的MWI PML是一种简单、低反射的吸收边界条件 ,与Teixeira的完全匹配吸收层相比 ,其引起的数值反射误差增加不大但更易于实现 .     

雷达精度分析软件的设计与实现

介绍了雷达精度分析软件的功能、性能，所使用的关键算法及其逻辑结构。它是采用Ｃ程序设计语言在ＳＵＮ工作站上ＯＰＥＮＷＩＮＤＯＷＳ窗口环境下利用Ｘｖｉｅｗ工具箱编写的。整个软件开发过程遵照软件工程规范要求进行开发，文档资料符合ＧＢ８５６－８８和ＧＢ８５６７－８８。其界面是具有ＯＰＥＮＬＯＯＫ风格的图形用户界面（ＧＵＩ）。可计算角误差与距离误差等共２１种雷达误差，它为雷达设计师提供了更方便可靠 雷达精度     

一种雷达多目标模拟器的主控DSP的软件设计和实现

阐述了雷达多目标模拟器的设计,给出了一种可实时模拟多批目标回波的雷达信号模拟器的实现方案,重点介绍了该模拟器主控DSP软件设计思想及其实现,对整个系统工作性能做了简要分析．     

MIMO雷达正交恒包络OFDM信号设计

<正>交波形设计是MI MO(Multiple-input Multiple-out:MI MO)雷达研究的一个重要方向。采用全局遗传模拟退火算法(Global Genetic Si mulated Annealing Algorithm:GGASA)搜索出具有较好自相关特性的恒包络OFDM(OrthogonalFrequency Division Multiplexing:OFDM)信号,并对算法中适应度函数和相关种群的设定进行调整,产生正交恒包络OFDM信号编码集合。理论分析和相关仿真证实:正交恒包络OFDM信号编码集合产生简便,且具有较好的自相关、互相关特性,可作为一种有效的MI MO雷达波形。     

时域有限差分法的优化吸收边界条件

基于单向波算子,给出了一个形式简洁的Ｎ阶优化吸收边界条件,给出了确定其参量的方法．数值结果表明,对于特定电磁问题,适当选择参量,优化吸收边界条件优于同阶Ｍｕｒ吸收边界条件．