雷达吸波材料的现状与展望

雷达吸波材料是隐身技术的关键材料,雷达吸波材料的研究越来越受到世界各国５的高度重视。本文介绍了雷达吸波材料的定义、工作原理与实际要求。对超微磁性金属粉、磁性纤维、六方铁氧体、导电聚合物、手性材料、智能材料等主要的雷达吸波材料体系的研究现状进行了评述。最后展望了雷达吸波材料的发展趋势。     

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。     

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。     

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。     

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．     

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。     

超高耐受功率暗室性能分析与设计

本文在对被测雷达功率和直接辐射范围进行科学计算的基础上,通过分析吸波材料性能和工作原理,开展了超高功率电磁屏蔽暗室的设计.其中采用了蜂窝高功率材料和无纺布吸波材料相结合的暗室吸波布局方式,可在保证耐受功率的基础上兼顾电磁吸波性能,满足超高功率雷达的测试需求.     

电导率对纳米磁性金属膜微波吸收性能的影响

基于纳米金属膜电导率和介电性的理论基础,采用0．05—5GHz宽频带扫频测量所得的复磁导率,计算分析电导率对具有不同微波磁谱特性的纳米磁性金属膜吸波性能的影响。研究结果表明：具有较高磁导率的纳米磁性膜,当其电导率低于100S／m时,该薄膜材料在微米级厚度时就具有良好的吸波性能,即在0．05—5GHz的宽频段反射率小于-4dB;降低薄膜电导率可以显著改善薄膜吸波材料的电磁匹配性能,从而提高其吸波性能。     

导电高聚物吸波材料的研究进展

针对传统吸波材料存在的密度大、电磁参数不易调节的弱点,介绍了一种新型微波吸收材料--导电聚合物;综述了导电聚合物的结构特点、导电机理及研究进展,以及导电高聚物的电磁参数、在雷达波频段的吸收性能等应用研究的进展,并探讨了导电聚合物在红外兼容、智能隐身及其吸波机理研究等方面面临的挑战和发展趋势.     

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.     

Microwave Absorption Properties of the Carbonyl Iron/EPDM Radar Absorbing Materials

Employing carbonyl iron powder and Ethylene-Propylene-Diene Monomer(EPDM)as the absorbent and matrix,rubber radar absorbing materials(RAM)were prepared.Effects of the carbonyl iron volume fraction and the thickness of the RAM on the microwave absorption properties in the frequency range of 2.6-18GHz were studied,and a mathematical analysis was made using the electromagnetic theory. The experimental results indicate that the minimum reflectivity of the radar absorbing materials continuously decreases with the increase of the carbonyl iron volume fraction,and the absorption peak also moves towards the low frequency for the same thickness of the RAM.The minimum reflectivity of the 3.0 mm RAM is -21.7dB at 3.5 GHz when the volume fraction of carbonyl iron is 45%.The reflectivity of the RAM is not in direct proportional to the thickness of the RAM,when the RAM has the same volume fraction of the carbonyl iron.The reflectivity of the RAM presents a regular trend at a given carbonyl iron volume fraction in the frequency range of 2.6-18 GHz.With the increase of the thickness,the maximum absorption peak moves towards low frequency band,the minimum reflectivity firstly decreases and then increases,and the absorption bandwidth for reflectivity<-10 dB firstly increases and then decreases.The microwave absorption properties of the RAM are determined by the thickness and the composition of the radar absorbing materials. Theoretical analysis indicates that the reflectivity of the RAM is determined by the matching degree of the air’s characteristic impedance and the input impedance.     

基于CPLD的双口RAM设计与应用

介绍了在磁悬浮的主轴控制器中实现双CPU之间数据通信的双口RAM设计。采用复杂可编程逻辑器件(CPLD),用基于原理图和VHDL语言两者相结合的方法实现了多字节双口RAM的设计,并在设计过程中采用数字逻辑方法解决了2个CPU对双口RAM同时进行写操作时产生冲突的问题,在磁悬浮主轴控制器中获得了成功应用。     

双存储器结构实现雷达余辉显示

雷达光栅扫描显示器显示一次视频信号时 ,实现类似随机扫描体制中的余辉显示是一个难点 ,特别对于一次视频数据率较高的雷达显示器更加难以实现。利用通用双口 RAM和专用 VRAM构成的双存储器结构能方便快捷地实现余辉显示 ,能解决单存储器结构实现中时序控制逻辑复杂和余辉速度慢的问题 ,并且可以获得连续、平滑和稳定的画面     

碳系填料填充型电磁屏蔽材料的研究进展

电磁屏蔽材料的研发对防止或减轻电磁波的危害具有重要意义。填充型电磁屏蔽材料在电磁屏蔽领域有着广阔的应用前景,以碳系填料作为导电填料的填充型电磁屏蔽材料,因其具有成本低、质量轻、导电性优异等优势,受到越来越多研究者的关注。本文对碳系填充型聚合物电磁屏蔽材料的研究进展进行了综述,介绍了电磁屏蔽材料的屏蔽原理,重点论述了碳黑、碳纤维、碳纳米管、石墨烯以及杂化碳系填料对材料电磁屏蔽性能的影响,提出了材料微观结构设计、可提高碳系材料分散性的制备工艺等是促进新型碳系填料填充型电磁屏蔽材料发展的关键。     

铁氧体永磁材料的研究现状

铁氧体永磁材料因具有良好的磁性能以及性价比高等优点成为了当前永磁材料中的热点研究对象。本文从结构与特性、制备方法、磁性能调控方法、应用现状等几个方面综述了铁氧体永磁材料的研究进展,并对铁氧体永磁材料的发展做出了展望。     

超磁致伸缩作动器磁路优化设计

为改善磁路环境,提高超磁致伸缩材料(GMM)的工作性能,在分析超磁致伸缩作动器(GMA)工作原理及GMM特性的基础上提出以减小磁漏、增大磁场强度和提高磁场强度均匀性为设计原则,将GMM棒中轴线上的磁场强度作为评价标准.基于ansoft maxwell对磁路进行电磁学有限元分析,得出磁路中的关键部件导磁端盖和导磁片的结构参数对磁场强度大小和均匀性的影响规律,结合高斯磁通理论分析产生这种现象的原因,在此基础上对结构参数进行设计优化.实验结果显示结构参数优化后GMM棒中轴线上的最大磁场强由55.4 k A/m增大到70.35 k A/m,增幅为26.98%,磁场均匀率由44.22%增大到99.5%.研究表明:导磁端盖主要用来减小磁漏、提高磁场强度且过大或过小的直径和厚度都将会导致漏磁增多,U型导磁片主要用来改善磁路环境、提高磁场强度的均匀性.     

Microwave permeability of single cobalt nanotube studied by micromagnetics simulations and generalized Snoek’s law

Microwave permeability spectra of single Co nanotube under equilibrium state have been studied by micromagnetics simulation.More than four obvious resonance peaks have been found(11.72,24.20,33.18 and 39.55 GHz).Such large resonance frequency cannot be found in other traditional magnetic materials.The configurations of magnetic moments along the nanotube have been simulated.The results show that the top end of nanotube has a"flow-out"pattern of magnetic moments configuration.The bottom end has a"flow-in"pattern of magnetic moments configuration.The magnetic moments within the main body of nanotube are aligned perfectly along the length of nanotube.The magnitude of natural resonance peak is strongly related to the volume fraction of a zone,which has the same orientation of magnetic moments.Large microwave permeability values have been found for single nanotube.The generalized Snoek’s law has been used to validate the micromagnetics simulations in this paper.     

雷达抗反辐射导弹作战效能评估研究

针对雷达抗反辐射导弹作战效能评估涉及的因素多,而传统单项性能评估方法难以客观评估的问题,提出了雷达抗反辐射导弹应从技术、战术和操作措施上进行综合解决的方案,建立了多层次的雷达抗反辐射导弹的评价指标体系,运用模糊层次分析法(FAHP)对雷达抗反辐射导弹作战效能进行评估.最后通过实例验证了该评估方法的可行性.该评估方法为采取优化措施提供了依据.     

数据采集系统中用SRAM模拟双口RAM

介绍了一种在５１ 单片机采集系统中,使用普通ＳＲＡＭ,采用时分复用模似双口ＲＡＭ 的方法。使用这种方法,既可以避免使用昂贵的双口ＲＡＭ,又可减少印刷板面积,实践证明,这种方法是稳定可靠的。