寬頻帶蜂窩結(jié)構(gòu)吸波材料電磁特性研究
發(fā)布時間:2021-08-11 16:09
現(xiàn)代軍事探測和制導技術(shù)的飛速發(fā)展,提升武器系統(tǒng)生存能力、突防能力的隱身技術(shù),越來越受到各國的高度重視。傳統(tǒng)吸波材料雖然具有工藝簡單和易于調(diào)節(jié)的特點,但已經(jīng)逐漸跟不上探測手段的發(fā)展步伐,不能滿足武器裝備的隱身需求,因此人們將目光聚焦在結(jié)構(gòu)吸波、人工電磁材料等領(lǐng)域。其中,蜂窩吸波結(jié)構(gòu)作為一種重量輕、導熱系數(shù)低、且兼具優(yōu)良的力學與電磁學性能的吸波材料,越來越受到設計者的青睞,但由于結(jié)構(gòu)復雜,其電磁參數(shù)的獲取成為了制約其發(fā)展的瓶頸。本文用實驗法,制備了多種吸收劑、膠粘劑、芳綸紙同軸環(huán)、吸波蜂窩材料,并通過同軸法、波導法和自由空間法測試得到其電磁參數(shù),通過數(shù)據(jù)分析,確定使用吸收劑復配的方式來增加吸波效果。在仿真軟件中建立蜂窩單元模型反演得到蜂窩電磁參數(shù),與實驗制備的不同高度、不同吸收劑的吸波蜂窩測試數(shù)據(jù)相比對,結(jié)果非常吻合。對于不同孔徑比的異形蜂窩,研究結(jié)果表明,該方法同樣適用,優(yōu)化設計了 2-18GHz頻段內(nèi),15mm厚蜂窩在增重41.25%、i值為0.68時,反射率小于-10dB的帶寬達到12GHz,且4GHz、12GHz的峰值分別達到-30dB、-22dB,為蜂窩材料的設計提供參考,具有一...
【文章來源】:南京大學江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:75 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1.1?F117A和B2照片??
其中介電常數(shù)的實部與電磁波的傳播速度有關(guān);虛部為損耗因子,表示??材料對電磁波的損耗,其始終大于〇,且通常遠小于實部。吸波材料的損耗能力??一般由損耗角正切tanS來表示,圖1.2表示復介電常數(shù),復矢量與實部的夾角為??A其正切為每個周期損耗的能量與儲存的能量之比,其中tan5m=^為磁損耗??角正切;tan5e=^7為介電損耗角正切,它們的值越大代表著材料對電磁波的吸??收損耗也就越強|4]。??\??^?£r??圖1.2復介電常數(shù)??另一方面也可以通過吸波材料空氣的阻抗匹配來增大電磁波的吸收[s],也??就是當電磁波入射到材料的表面時,讓電磁波最大程度、最順利地進入材料內(nèi)??部。在阻抗為泣的自由空間中,雷達波投射到阻抗為Z的介質(zhì)表面會產(chǎn)生反??射,反射系數(shù)A由公式1.2決定。??R?=?(1.2)??Z〇+Zi??從1.2式就可以看出,材料阻抗和自由空間阻抗越接近,反射系數(shù)就趨于零,??標志著雷達波能夠最大程度地進入材料內(nèi)部進行有效吸收。其中4=?|^
圖1.3介電機理的頻率響應??除了電損耗以外,鐵氧體或羰基鐵等材料還會產(chǎn)生磁損耗,即發(fā)生動態(tài)磁化,??如圖1.4所示,在動態(tài)磁化過程中,疇壁的位移和磁疇轉(zhuǎn)動的建立都需要一定時??間,在磁場突變時,磁化強度的變化需要時間穩(wěn)定,把這一過程稱為磁化弛豫過??程。這個過程會使得復數(shù)磁導率的實部和虛部都隨頻率變化,磁導率的變化可分??為五個區(qū)域,每個區(qū)域都會產(chǎn)生相應的吸波效果。???;???第-區(qū)丨第二區(qū)??104?106?108?1010??//Hz??圖1.4磁導率隨頻率的變化曲線??4??
【參考文獻】:
期刊論文
[1]新型涂覆型雷達吸波材料的研究進展[J]. 班國東,劉朝輝,葉圣天,王飛,賈藝凡,丁逸棟,林銳. 表面技術(shù). 2016(06)
[2]結(jié)構(gòu)吸波材料多層阻抗?jié)u變設計及應用[J]. 趙宏杰,宮元勛,邢孟達,歐秋仁,林海燕. 宇航材料工藝. 2015(04)
[3]GF/ACF電路屏復合材料吸波性能研究[J]. 夏少旭,李利偉,史燕妮,陳師,吳琪琳. 高科技纖維與應用. 2015(01)
[4]等效模型誤差對蜂窩吸波結(jié)構(gòu)設計結(jié)果的影響[J]. 趙雨辰,萬國賓,劉金博,鄭文泉. 微波學報. 2014(03)
[5]各向異性蜂窩夾芯材料的電磁傳輸性能分析算法研究[J]. 湯興剛,張衛(wèi)紅,邱克鵬. 物理學報. 2013(08)
[6]蜂窩結(jié)構(gòu)等效電磁模型的仿真研究[J]. 趙雨辰,萬國賓. 微波學報. 2013(01)
[7]第六代戰(zhàn)斗機的競爭[J]. 孫隆和. 電光與控制. 2012(10)
[8]介質(zhì)蜂窩等效電磁性能數(shù)值仿真分析研究[J]. 邱克鵬,張富利,張衛(wèi)紅. 中國科學:物理學 力學 天文學. 2012(08)
[9]浸漬層厚度對蜂窩吸波性能的影響[J]. 劉文言,王從元,亓云飛. 安全與電磁兼容. 2011(05)
[10]電磁波吸收材料的研究進展[J]. 陳雪剛,葉瑛,程繼鵬. 無機材料學報. 2011(05)
博士論文
[1]碳基復合吸波材料的制備及性能研究[D]. 王雯.山東大學 2012
碩士論文
[1]雙層異形蜂窩紙板結(jié)構(gòu)及力學性能研究[D]. 高山.河北聯(lián)合大學 2013
本文編號:3336470
【文章來源】:南京大學江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:75 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1.1?F117A和B2照片??
其中介電常數(shù)的實部與電磁波的傳播速度有關(guān);虛部為損耗因子,表示??材料對電磁波的損耗,其始終大于〇,且通常遠小于實部。吸波材料的損耗能力??一般由損耗角正切tanS來表示,圖1.2表示復介電常數(shù),復矢量與實部的夾角為??A其正切為每個周期損耗的能量與儲存的能量之比,其中tan5m=^為磁損耗??角正切;tan5e=^7為介電損耗角正切,它們的值越大代表著材料對電磁波的吸??收損耗也就越強|4]。??\??^?£r??圖1.2復介電常數(shù)??另一方面也可以通過吸波材料空氣的阻抗匹配來增大電磁波的吸收[s],也??就是當電磁波入射到材料的表面時,讓電磁波最大程度、最順利地進入材料內(nèi)??部。在阻抗為泣的自由空間中,雷達波投射到阻抗為Z的介質(zhì)表面會產(chǎn)生反??射,反射系數(shù)A由公式1.2決定。??R?=?(1.2)??Z〇+Zi??從1.2式就可以看出,材料阻抗和自由空間阻抗越接近,反射系數(shù)就趨于零,??標志著雷達波能夠最大程度地進入材料內(nèi)部進行有效吸收。其中4=?|^
圖1.3介電機理的頻率響應??除了電損耗以外,鐵氧體或羰基鐵等材料還會產(chǎn)生磁損耗,即發(fā)生動態(tài)磁化,??如圖1.4所示,在動態(tài)磁化過程中,疇壁的位移和磁疇轉(zhuǎn)動的建立都需要一定時??間,在磁場突變時,磁化強度的變化需要時間穩(wěn)定,把這一過程稱為磁化弛豫過??程。這個過程會使得復數(shù)磁導率的實部和虛部都隨頻率變化,磁導率的變化可分??為五個區(qū)域,每個區(qū)域都會產(chǎn)生相應的吸波效果。???;???第-區(qū)丨第二區(qū)??104?106?108?1010??//Hz??圖1.4磁導率隨頻率的變化曲線??4??
【參考文獻】:
期刊論文
[1]新型涂覆型雷達吸波材料的研究進展[J]. 班國東,劉朝輝,葉圣天,王飛,賈藝凡,丁逸棟,林銳. 表面技術(shù). 2016(06)
[2]結(jié)構(gòu)吸波材料多層阻抗?jié)u變設計及應用[J]. 趙宏杰,宮元勛,邢孟達,歐秋仁,林海燕. 宇航材料工藝. 2015(04)
[3]GF/ACF電路屏復合材料吸波性能研究[J]. 夏少旭,李利偉,史燕妮,陳師,吳琪琳. 高科技纖維與應用. 2015(01)
[4]等效模型誤差對蜂窩吸波結(jié)構(gòu)設計結(jié)果的影響[J]. 趙雨辰,萬國賓,劉金博,鄭文泉. 微波學報. 2014(03)
[5]各向異性蜂窩夾芯材料的電磁傳輸性能分析算法研究[J]. 湯興剛,張衛(wèi)紅,邱克鵬. 物理學報. 2013(08)
[6]蜂窩結(jié)構(gòu)等效電磁模型的仿真研究[J]. 趙雨辰,萬國賓. 微波學報. 2013(01)
[7]第六代戰(zhàn)斗機的競爭[J]. 孫隆和. 電光與控制. 2012(10)
[8]介質(zhì)蜂窩等效電磁性能數(shù)值仿真分析研究[J]. 邱克鵬,張富利,張衛(wèi)紅. 中國科學:物理學 力學 天文學. 2012(08)
[9]浸漬層厚度對蜂窩吸波性能的影響[J]. 劉文言,王從元,亓云飛. 安全與電磁兼容. 2011(05)
[10]電磁波吸收材料的研究進展[J]. 陳雪剛,葉瑛,程繼鵬. 無機材料學報. 2011(05)
博士論文
[1]碳基復合吸波材料的制備及性能研究[D]. 王雯.山東大學 2012
碩士論文
[1]雙層異形蜂窩紙板結(jié)構(gòu)及力學性能研究[D]. 高山.河北聯(lián)合大學 2013
本文編號:3336470
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