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含FSS结构的多层复合吸波材料反射率计算与实验研究

熊波  
【摘要】: 随着高分辨率和高可靠性先进探测技术的飞速发展,采用隐身技术来提高武器系统的作战效能已成为世界各主要国家的共识。隐身技术地位的日益提升更加推动了吸波材料技术的发展,研究和开发高性能的吸波材料已成为军事技术领域的一个重要课题。反射率是表征吸波材料性能的重要参数,因此,究吸波材料的反射率计算问题并用于指导吸波材料的设计和制备也就显得极为重要。本文将对含频率选择表面(FSS)结构的复合吸波材料反射率计算作理论和试验上的探讨。 本文围绕含FSS复合吸波材料反射率理论计算与试验分析这一中心问题,在调研分析了国内外目前复合吸波材料反射率计算方法的基础上,提出用等效传输线的方法来计算含FSS复合吸波材料的反射率。首先研究了FSS的散射特性,并采用电磁仿真软件Ansoft HFSS进行了仿真。另外,研究了多层吸波材料反射率的理论计算模型,并在此基础上建立了含FSS的复合吸波材料反射率计算的理论模型;提出了计算FSS电纳的理论公式和电导测试方案;通过理论分析获得了FSS尺寸对复合吸波材料吸波性能的影响规律,包括FSS电纳随尺寸的变化趋势、FSS电纳随频率的变化规律;以及介质层电磁参数、复合吸波材料厚度等对含FSS复合吸波材料性能的影响。然后,通过试验数据分析进一步验证了理论分析。最后,对含FSS和不含FSS两层吸波材料板反射率的模拟计算与实际测量结果进行了分析比较,从中找出了造成模拟计算与实际测量之间的误差产生原因。 研究表明,吸波材料中嵌入频率选择表面,使吸收频带得以增宽,吸波性能得以提高;利用MathCAD进行计算模拟可以简化编程,并能有效预估吸波材料的吸波性能,从而提高设计、制备吸波材料的效率。


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