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多相介质等效电磁参数计算及预报系统研究

彭智慧  
【摘要】:材料设计源于材料的开发与应用。随着科学技术的发展,对新材料的研究与开发提出了更高的要求。传统的经验或半经验式的材料研究方法,造成了资源,人力和时间上的极大浪费,已不能满足要求。材料设计已从单纯选材的状态过渡到应用材料现代设计理论、计算技术,根据材料用途、性能要求及制造方法与工艺,设计出需要的材料,从理论上解决新材料的设计问题,并建立评价、预报和控制材料性能的新体系。 隐身技术始于第二次世界大战,至今已有50多年的历史。随着电子技术的飞速发展,未来战场上的各种武器系统面临着严峻的威胁,隐身技术作为提高武器系统生存能力和突防能力的有效手段,受到世界各主要国家的高度重视。隐身材料技术的发展和应用是隐身技术发展的关键因素之一。雷达吸波材料是隐身材料中发展最快应用最为广泛的材料,它可以减小飞机、导弹、舰艇或坦克装甲车辆的雷达散射截面,从而降低被雷达发现的可能性。按成型工艺和承载能力,雷达吸波材料可以分为涂覆型吸波材料和结构型吸波材料两大类,它们都属于多相介质。材料的等效电磁参数是计算设计吸波材料的重要数据。 本文采用强扰动理论,详细研究预测代表涂覆型吸波材料的DT-50的等效电磁参数的方法。研究预测广泛应用于制造隐身飞行器和船舶的代表结构型吸波材料吸波纤维布层板等效介电常数和磁导率的方法。考虑结构的各向异性,利用强扰动理论推导出求解电磁参数的复数型积分方程组,设计系统软件进行迭代法搜索求解。 理论计算结果和实验结果比较表明,强扰动理论是模拟计算涂覆 哈尔滨工程大学硕士学位论文 百石石石石石石奋石石石曰石奋玉石 型和结构型吸波材料的等效电磁参数的有效工具。同频率下涂覆型 吸波材料等效电磁参数与吸收剂所占体积比成线性关系;同体积比 下涂覆型吸波材料在本征频率附近介电常数有峰值,磁导率随频率 单调变化;结构型吸波材料等效介电常数随频率变化比较复杂,但 总体也是在本征频率附近存在峰值。利用计算得到的吸波材料在不 同频率下的等效电磁参数,我们可以大概判断吸波材料的反射系数 一频率曲线,估计吸波材料的吸波性能;利用计算出的吸波材料在 不同频率下的等效电磁参数,可以指导我们选择符合设计所要求的 电磁参数的材料,减小材料设计时的盲目性,大大减轻材料设计的 工作量。 关键词:雷达吸波材料;多相介质;强扰动理论;材料计算设计 必


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