隐身飞行器表面缝隙RCS的仿真分析

隐身飞行器的核心目标是低雷达反射截面(RCS)、低可探测性.但飞行器表面存在诸如缝隙、台阶等不连续特征,这些特征会产生较弱的散射源,对雷达发现隐身飞行器的目标特征仍有影响.由于无装机的涂覆吸波涂层的阳极化铝板,实验室制备了雷达吸波涂层(RAM).基于吸波涂层的特性,运用FEKO软件对弱散射源缝隙的雷达反射截面(RCS)进行了仿真分析.     

铁氧体含量和厚度对涂层织物介电常数的影响

首先研究了铁氧体含量对涂层织物介电常数的影响,其次探讨了铁氧体厚度对涂层织物介电常数的影响。结果表明:当织物涂层厚度一定时,适当增加铁氧体吸收剂的含量,能一定程度上增加进入涂层内部的电磁波的吸收量,提高涂层的介电常数,改善涂层织物的吸波效能。当铁氧体吸收剂含量一定时,增加涂层的厚度,涂层内的吸收剂增加,对进入涂层内的电磁波的吸收也会有所增加,提高了涂层织物的吸波性能。     

铁氧体/铁粉混合材料的电磁吸波性能

以铁氧体、铁粉作为吸收剂制备多种电磁吸波涂料,测试与分析所得电磁吸波涂料的电导率、电磁参数及吸波性能。结果表明随着铁粉掺量的增加,所得电磁吸波涂料的电导率增加,在中高频区介电损耗和磁损耗均有所提高;铁粉与铁氧体的质量比为2：8时吸波涂层的吸波性能最好;反射率损耗〈-10.0 dB时的有效吸收频段在中低频区,有效带宽达4.5 GHz,最大吸收率为-16.63 dB。     

磁介质吸波剂／多孔金属材料吸波性能

为了研究磁介质吸波剂／多孔金属材料吸波性能,在泡沫铝合金表面涂覆了Ni—Zn铁氧体（CFe）、羰基镍粉（CNi）以及二者的复合粉,利用GJB2038-94“雷达吸波材料反射率测试方法”中的雷达截面（ReS）法对该材料的微波反射率进行了测量．结果表明,在12～18GHz频段内,复合磁介质吸波剂／泡沫铝材料吸波性能介于单一吸波剂样品CFe与CNi之间;在26．5～40GHz频段内,羰基镍质量分数为40％的泡沫铝复合材料吸波性能最好,当其质量分数大于40％时,材料吸波性能逐渐降低．因此,在泡沫铝合金表面涂覆适当比例的Ni—Zn铁氧体与羰基镍复合粉,可以进一步改善材料的吸波性能．     

球磨工艺对Y-Fe-Cr合金吸波性能影响

采用XRD、SEM和矢量网络分析仪分析相结合的方法研究球磨时间对Y-Fe-Cr合金微粉吸波性能的影响.结果表明:随着球磨时间从50 h不断增加,Y9Fe88Cr3吸波合金的吸收峰逐渐向低频移动;当球磨时间低于70 h时,合金扁平化及各向异性较好,其反射率较低,合金粉末吸波性能较好,在吸波涂层厚度为d=1.8 mm条件下,球磨时间为50 h和70 h的合金粉末的电磁波吸收峰峰值分别达到-14.7 dB和-14.4 dB,＜-10 dB的吸波带宽均达到7 GHz;当球磨时间达到80 h后,由于合金粉末颗粒碎化变细导致各向异性变差,其吸波性能变差,在吸波涂层厚度为d=1.8 mm条件下,合金粉末电磁波吸收峰峰值和＜-10 dB的吸波带宽分别为-12.5 dB和3.5 GHz,较球磨时间为70 h之前的合金粉末的吸波峰值和带宽减小了2 dB和3.5 GHz.研究结果为制备同类吸波合金微粉提供一定的理论依据.     

雷达吸波结构机理分析及电磁设计方法研究

系统地进行了单向和多向碳纤维层板，多向有耗SiC铺层板，加入吸收剂的纺织纤维雷达反射特性，电磁参数预测方法的研究，完成了预测软件，理论计算结果与实验验证吻合较好；独立开发出了浸渍吸收剂蜂窝板的反射系数和等效电磁参数预测的关键技术，包括研究加入有耗介质的蜂窝结构散射电场的计算和电磁参数预测，完成了预测软件，将遗传算法用于宽频带多层吸波材料的优化设计和电路模拟吸波材料的设计方案探索，进行了吸波结构异波板的机理分析和电磁设计，吸收表面波涂层材料的研究，提出了涂层中表面波的吸波机理分析和设计方法。     

立方体α-Fe合成及其含量对吸波性能的影响

为了研究形状各向异性与吸波剂含量对吸波性能的影响,利用溶剂热法成功制备了具有形状各向异性的立方晶形微纳米Fe粉.采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、X射线光电子谱等手段,对所制样品的微观结构、形貌与组成成分进行了研究.利用矢量网络分析仪研究了吸波剂含量对吸波性能的影响.结果表明,立方体状α-Fe的尺寸约为300 nm,其质量分数与微波吸收性能呈非线性增强关系.当α-Fe质量分数为50%时,反射损耗高达-48. 9 dB,频率为8. 78 GHz,对应的涂层厚度为2 mm,反射损耗小于-10 dB的频率范围为2. 04～18 GHz,对应的涂层厚度范围为1. 28～7 mm.     

偶联剂包覆片状金属磁粉电磁特性研究

利用硅烷偶联剂对片状金属磁粉进行表面包覆,采用扫描电镜、红外光谱等方法对磁粉表面硅烷膜的形貌、结构进行表征,并对包覆前后磁粉/石蜡复合材料的微波电磁参数进行了测试。结果表明偶联剂以化学键的方式吸附在磁粉表面,形成高电阻率的硅烷包覆膜。将磁粉按重量比(5:1)与石蜡复合在2~18 GHz频率范围内测量介电常数,其介电常数实部和虚部与未包覆样品比较,平均下降了9左右,而对应的复磁导率变化很小。由其制备1 mm厚的吸波涂层,涂层在8 dB的吸收带宽由包覆前的4.3 GHz增加到包覆后的8.2 GHz,改善了吸收剂的吸波性能。     

泡沫吸波材料结构对吸波性能的影响

为了研究吸波材料结构与吸波性能的关系,以无机泡沫吸波材料作为基体,采用多层复合研究阻抗匹配特性对吸波性能的影响,当材料为"透波层/吸收层"的2层复合结构时,在2.0~18.0 GHz频段反射率均小于-10.0dB,且于12.7 GHz处出现最大衰减峰为-21.5 dB.采用角锥和锥台处理研究材料表面构造对吸波性能的影响,结果表明:表面处理可以明显提高材料吸波性能,且角锥处理优于锥台处理.5×5阵列角锥的有效吸收带宽(反射率小于-10.0 dB)为15.3 GHz,反射率在9.4 GHz处到达最小值为-43.4 dB;8×8阵列角锥的有效吸收带宽(反射率小于-10.0 dB)为18.0 GHz,平均反射率达-34.5 dB.     

单涂层吸波材料设计原则

通过对单涂层吸波材料内电磁波传输损耗机理的细致研究,提出了单涂层吸波材料优化设计的两项原则。可以按照这两项原则依吸波材料应用背景提出的实际吸波性能的要求,找出相应的电磁配比参数,以此来指导材料的研制和设计实用的涂层材料。最后,按这两项设计原则得到了一个有重要意义的推论,即涂层对入射波无反射回波时,涂层材料电磁参量取值所遵循的规律。     

结构型吸波材料在阵列天线RCS减缩中的应用

天线雷达散射截面(RCS)减缩时需要保证天线的基本辐射性能,这使得其带内的RCS控制变得十分困难．为此,提出了利用结构型吸波材料实现阵列天线的带内RCS减缩．结构型吸波材料由矩形金属贴片和相邻贴片之间的加载电阻构成,阵列天线为1×4的微带贴片天线阵,并将吸波材料排列在阵列天线单元之间．仿真和实测结果表明,当阵列单元之间加入结构型吸波材料后,阵列天线的辐射性能基本保持不变,阵列天线的带内RCS能获得9dB以上的减缩．     

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.     

镁合金表面HA/CNTs涂层的制备及电化学性能研究

为了提高生物镁合金羟基磷灰石(HA)涂层的耐蚀性能,在微弧氧化电解液中加入羟基磷灰石/碳纳米管(HA/CNTs)复合粉体添加剂,制备HA/CNTs复合涂层。分别对制备的HA/CNTs复合粉体和HA/CNTs复合涂层进行表面形貌和物相组成分析,并对HA/CNTs复合涂层在模拟体液(SBF)中的耐腐蚀性能进行了研究。结果表明,HA/CNTs复合粉体在微弧氧化过程中能均匀地沉积在镁合金表面,结晶良好且无任何杂质;与HA涂层相比,HA/CNTs涂层具有较小的腐蚀电流密度值和较大的阻抗值。此外,在SBF中浸泡4d后,HA/CNTs复合涂层表面出现大量的亚微米级颗粒产物且没有任何腐蚀裂纹。     

一种新的宽带目标识别雷达杂波抑制方法

宽带雷达相邻回波间会出现越距离单元走动现象,传统杂波抑制方法不适用．针对这一情况,提出一种在频率域-多普勒域宽带雷达杂波抑制方法．在目标速度未知时,采用改进的Hough变换将目标信息提取出来,等同于完成对杂波的抑制过程; 如果有目标速度的先验信息,则可以先进行运动补偿,然后提取目标信息,上述两种提取目标信息的途径避免了虑除杂波过程中对目标信号能量的损失．计算机仿真结果表明,该方法在输入信杂比为-10dB(速度未知)或-15dB(速度已知)的情况下仍可保持较高的识别性能,并且在输入信噪比为-5dB时,算法依然保持稳定的性能,对噪声有较好的稳健性．     

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。     

双频窄带超材料吸波体的设计

为了降低吸波体的雷达散射截面,实现完美吸波,利用超材料的电磁谐振特性,设计了一款开缝双环型结构吸波体。得益于超材料的LC谐振,该结构在1.59和4.06GHz具有超强吸波特性,在谐振频点处,超材料吸波体的某些区域相当于一个电磁波收集器,将能量限制在吸波体内,再转化成热能。经计算验证,该吸波体结构在1.59、4.06GHz的雷达散射截面(RCS)分别为-24、-23dB,远低于传统金属表面结构,能实现理想吸波。     

含EPS和炭黑的水泥基吸波材料研究

在改进聚苯乙烯颗粒(EPS)水泥基吸波材料配比和制备工艺的基础上,对其电磁波吸收性能进行了试验研究.当EPS掺量分别为48Vol.%和60Vol.%时,EPS水泥基吸波材料的反射率在8~18GHz全频段内均低于-12dB,反射率最小值为-25dB.EPS水泥吸波材料为闭孔蜂窝结构且是一种透波材料,在水泥基体中形成电磁波吸收截面和散射截面,导致电磁波的能量损失.在水泥基体中掺入1.0%的炭黑可提高材料的吸波性能,炭黑水泥基吸波材料本身是一种电损耗介质,EPS颗粒和炭黑的共同作用使得吸波性能提高.     

导电聚苯胺修饰结构碳材料的制备及吸波性能

采用水热、刻蚀、高温煅烧以及原位聚合法,制备了聚苯胺(Polyaniline, PANI)修饰蘑菇菌盖状碳(Mushroom cap carbon, MRC-C)的复合吸波材料(MRC-C@PANI)。通过扫描电子显微镜、透射电子显微镜、红外光谱、X射线光电子能谱对MRC-C@PANI复合材料的形貌与结构进行表征,采用矢量网络分析仪分析了PANI的引入对复合材料吸波性能的影响,并探讨了MRC-C@PANI复合材料的吸波机理。结果表明:当石蜡介质中MRC-C@PANI复合材料的质量分数为30%,且厚度仅为2.40 mm时,其最大反射损耗可达-43.10 dB (9.58 GHz),对应有效吸波频宽为2.92 GHz(即反射损耗值低于-10.00 dB)。MRC-C@PANI复合材料良好的吸波性能主要归因于其阻抗匹配特性、介电损耗和其它协同效应。     

一种双频超薄吸波结构在微带天线中的应用

设计了一种新型超薄双频带雷达吸波结构,通过提取阻抗参数、分析表面电场和电流分布,阐明了其吸波原理,并将其用于双频带微带天线,减缩天线带内雷达散射截面.结果表明,该结构在两个不同的频段内实现了高效吸波,且吸波效果具有入射角稳定性和极化角不敏感性;加载该吸波结构后,微带天线的辐射性能保持不变,而在天线的工作频率4.29GHz和6.49GHz处,其雷达散射截面分别减缩了8.59dB和9.9dB.实测与仿真结果相吻合,表明该结构能够有效应用于双频带天线的带内隐身.     

结构吸波材料的设计与性能预报

雷达吸波材料的吸波性能通常以吸波材料对电磁波的功率反射系数来表示．功率反射系数是各层的厚度、磁导率和介电常数的函数．本文选用多变量函数的搜索方法，利用Hooke-Jeeves算法由C^ 编译器依据传输线理论编制了优化设计程序，对所选用吸波剂MnO和ZnO铁氧体材料进行了计算，并掺入适量的Fe3O4控制自然共振吸收频率，利用共振机理，实现了在较大程度上展宽频带。同时将利用Lichtenecher公式计算出的各个吸收剂成分用环氧树脂作粘结剂，复合成吸波材料，进行了吸波性能测试。结果发现，随着环氧树脂成分的增加，复合材料的电磁参数呈现降低趋势，因而在复合过程中合理地控制环氧树脂的成分，可以得到各层复合材料所需要的电磁参数。