蜂窝结构等效电磁模型的仿真研究*

蜂窝结构是多功能吸波材料中广泛应用的结构,但与均匀平板相比,其几何结构复杂,分析设计较为困难.通过分析蜂窝结构的周期性并建立仿真模型,在雷达工作频段(2 ～ 18GHz)内,研究了蜂窝结构等效介电常数变化规律并对宽频带内Hashin-Shtrikman (HS)模型和强扰动理论(Strong Fluctuation Theory,sFr)模型的准确性进行了分析.结果表明:蜂窝结构的等效介电常数与入射波频率及其单元尺寸紧密相关,而等效模型并不能完全反映这种变化趋势;各组分材料的电磁参数也会在一定程度上影响等效电磁参数的色散特性和等效模型的准确性:蜂窝结构的横向等效介电常数并非是完全相等的,但两者差异较小;SFT模型则近似于HS下界模型.     

浸渍层厚度对蜂窝吸波性能的影响

研究了浸渍层厚度对双层蜂窝材料吸波性能的影响。结果表明：蜂窝材料的吸波性能不仅与浸渍层的电磁参数有关,还与其厚度有关。随浸渍层厚度的增加,蜂窝材料的吸波性能逐渐增加;厚度达到一定程度后,高频吸波性能增加,而低频吸波性能则降低。     

方舱用蜂窝吸波材料的吸波性能研究

采用聚脲弹性体作为抗冲击层,研究了聚脲厚度与抗冲击性能之间的关系。在满足抗冲击性能的前提下,对蜂窝材料的单层和双层吸波性能进行了研究。结果表明,0.5 mm玻璃钢板＋1 mm厚聚脲,可以满足抗冲击要求。双层结构吸波材料的吸波性能明显优于单层结构。厚度9 mm、面密度4 kg·m-2的双层蜂窝吸波材料,4-8 GHz的反射率小于-10 d B,8-18 GHz的发射率小于-20 d B。     

开缝腔体场强增强效应抑制方法研究

开缝屏蔽腔体不能完全阻断能量耦合,导致在腔内局部区域、特定频点附近形成场强增强效应,对敏感器件或线路构成威胁。以分析腔内场强增强效应及研究抑制方法为出发点,建立3 种开缝腔体数值模型,提出并验证腔体涂覆吸波材料、内置吸波柱、内置双层PCB 板等谐振抑制方法的有效性。结果表明:在3 种腔体模型内表面涂覆吸波材料均能有效抑制场强增强效应,并且涂覆磁损耗型吸波材料效果最好;随着涂覆厚度的增加,谐振抑制效果也增强;腔体中心放置吸波柱,应使用电损耗型吸波材料。腔体内置PCB 板既能实现对电子器件和线路的承载功能,还可整体大幅度提升腔体屏蔽效能,对谐振效应的抑制体现在迫使腔体主谐振点偏移,结合使用吸波材料,高阶第2 谐振点处谐振抑制效果也明显改善。     

多层复合蜂窝芯结构优化设计及其宽带吸波性能研究

多层蜂窝结构因其优异的吸波性能和高强度结构近来受到广泛关注。 本文针对传统多层蜂窝界面处电磁不连续以及浸渍工艺自身精度低等问题,通过 3D 打印技术制备了一种具有宽频电磁波吸收能力的轻质三层梯度蜂窝结构。中层渐变壁厚蜂窝极大地减少了层与层之间的界面反射,该结构在 2. 92 GHz ~ 18 GHz 内实现反射损耗低于- 10 dB,-10 dB 相对吸波带宽为144%,且密度仅为0. 292 g / cm3。 仿真和实验证明了均匀壁厚蜂窝结构与渐变壁厚蜂窝结构的复合设计可以实现界面的电磁连续性,有效改善了阻抗匹配,并提升了电磁波损耗能力,实现了宽频吸收效果。     

柱状结构中多层各向异性吸波材料的电磁分析

通过对圆柱状结构中多层各向异性薄层吸波材料的电磁分析—柱体由金属柱芯和包围其外的多层各向同性介质材料组成,在各层之间和外表面涂覆各向异性薄层.考虑各薄层的输入阻抗,得出曲面结构内部及表面涂覆各向异性吸波材料散射场.根据级联矩阵和算法,在一定波段上进行RCS (Radar Cross Section)减缩,获令人满意的计算结果.     

周期性有耗介质结构的电磁散射研究

本文介绍一种新的涂层隐身方法:周期涂覆方法,它与均匀涂覆方法相比,能够在不增加散射体厚度的情况下,使用现有单层有耗材料,使目标的隐身特性得以较大改善。本文运用快速傅氏变换和迭代法对一些具体例子进行了计算,并与实验结果进行了比较。     

蜂窝结构的红外热波无损检测

蜂窝结构是常规无损检测方法难以检测的对象。红外热波无损检测技术利用脉冲主动加热, 采用红外热像仪实时监视表面温场, 通过计算机完成图像采集, 针对不同试件材料特点采用不同的图像处理方法进行处理。红外热波无损检测方法对蜂窝结构实现了快速、灵敏检测及动态演示, 为进一步分析判断提供了依据。     

蜂窝结构的红外热波无损检测

蜂窝结构是常规无损检测方法难以检测的对象。红外热波无损检测技术利用脉冲主动加热．采用红外热像仪实时监视表面温场,通过计算机完成图像采集,针对不同试件材料特点采用不同的图像处理方法进行处理。红外热波无损检测方法对蜂窝结构实现了快速、灵敏检测及动态演示,为进一步分析判断提供了依据。     

等效模型误差对蜂窝吸波结构设计结果的影响

使用等效模型可以大大简化蜂窝吸波结构的设计复杂度,但等效模型的误差会对设计的结果产生影响。基于单轴各向异性介质中的电波传播理论和粒子群优化算法,通过定义更符合实际的随频率变化的相对误差,对不同情况下Hashin鄄Shtrikman(HS)模型的误差对蜂窝吸波结构优化设计结果的影响进行研究。结果表明,HS 模型的误差会在一定程度上影响蜂窝吸波结构的优化结果,特别是当电磁波斜入射时,由于纵向传播常数受到横向等效模型误差的影响较大,而受到纵向等效模型的影响较小,所以优化结果也主要受到横向等效模型误差的影响。     

大型微波暗室电磁特性的理论分析与设计

利用几何光学法和物理光学法，分析了带有双柱面紧缩场天线的微波暗室内的电磁场分布。通过计算得到了满足指定性能要求的暗室墙壁上吸波材料的吸波性能分布，以及暗室各墙壁上的总反射场强分布。     

电磁防护材料专题

纳米Ni粉的表面改性及电磁波吸收性能研究；射频吸波材料波导测试法装置转换接头的仿真分析；非连续体吸波平板的设计制备及吸收机理分析；射频吸波材料测试的时域及频域分析。     

石墨表面化学镀Ni-P非晶的制备与电磁性能

为了提高石墨吸收剂的阻抗匹配能力,改善其吸波性能,采用化学镀法对石墨表面进行镀Ni-P改性。研究了镀层的相组成、形貌、成分和样品的电磁吸波性能。结果表明:石墨表面包覆了一层非晶态Ni-P镀层;与原始石墨相比,在2GHz时,镀Ni-P非晶石墨复合材料的ε′和ε″分别明显降低至6.6和0.4,μ′和μ″分别略微增加至1.08和0.26,其吸收频带得到展宽,在14GHz的最小反射率为–7.0dB,反射率小于–5dB的吸收频带宽达4GHz。     

频率选择表面结构吸波体的电磁特性研究

采用时域有限差分法(FDTD)计算了蝶形和方环形FSS单元图形的反射与传输特性以及反射信号与入射信号的相位关系,并对计算结果进行了分析.结果表明电磁波的干涉相消是FSS吸波体吸波的主要原因,并且当反射电磁波满足2nπ的相位关系时才能达到最佳吸波效果;FSS吸波体的中心频率随介质层厚度的增加而下降;介质层厚度为5 mm时...     

柱状结构中多层各向异性吸波材料的电磁分析

通过对圆柱状结构中多层各向异性薄层吸波材料的电磁分析－柱体由金属柱芯和包围其外的多层各向同性介质材料组成,在各层之间和外表面涂覆各向异性薄层。考虑各薄层的输入阻抗,得出曲面结构内部及表面涂覆各向异性吸波材料散射场。根据级联矩阵和算法,在一定波段上进行ＲＣＳ（Ｒａｄａｒ Ｃｒｏｓｓ Ｓｅｃｔｉｏｎ）减缩,获令人满意的计算结果。     

频率选择性透波吸波电磁结构

提出的频率选择性透波吸波(FSTA)复合结构,是一种在保证天线正常工作性能的前提下,实现对带外电磁波吸收的新技术。该技术具有隐身频带宽,自身结构强度强,电子设备电磁兼容特性高等优势。分析了一些典型频率选择表面(FSS)单元的等效电路模型,推导出了FSTA 复合材料的等效电路模型,实现了对新型结构的快速定性分析,并得到结构中各参数对结构性能的作用规律。通过仿真优化实现了低频透波高频吸波(LTHA)型电磁结构的设计。