军事工程吸波隔热兼容性隐身材料研究——电磁参数研究

通过对雷达波与材料的相互作用机理进行研究，得出隐身材料吸波性能取决于两个因素：电磁波阻抗匹配和电磁损耗。为此，对该无机非金属多孔泡沫隔热吸波兼容材料的结构电磁特性、频率特性和影响因素进行了分析研究，研究结果表明：无机泡沫吸波材料有比其同质粉末压片更大的电磁损耗，这种差异来自于三维网络结构产生的本征损耗：无机泡沫吸波材料具有更好的宽频带电磁损耗特性；无机泡沫吸波材料结构对材料电损耗的增加远大于磁损耗的增加．属电损型介质。     

不同螺旋体浓度旋波介质吸波性能的研究

利用空间测量方法对不同浓度手性旋波介质的吸波性能进行了测量。实验表明,手性螺旋的浓度可以做为调节旋波介质吸波性能的一个灵敏参量。在非手性基体中加入适当浓度的螺旋体可有效提高手性介质的吸波性能。手性螺旋体的基体中的浓度有一最佳浓度匹配点,该浓度点在３．２％和４．０％之间。在设计高吸收宽频段的手征性吸波材料时,应考虑螺旋体在手性介质中的浓度匹配。     

不同复合基底旋波介质的吸波特性研究

首次制备了不同复合基底的旋波介质,利用网络分析仪对样品进行了测量。实验表明,适当改变基底电导率或适量掺杂铁电、铁磁性物质可有效降低旋波介质的反射率,可有效调节复合手性材料的吸波性能,为研制高效、宽频、轻质的吸收材料提供了切实可行的思路。文中对测量结构进行了定性的分析,并与以非复合材料为基底的旋波介质进行了比较。     

国外新型隐身材料研究动态

较详细地介绍了手性材料，等新型隐身材料的隐身机理及最新研究状况。     

天线窗材料热透波特性风洞测试方法

高超声速飞行器天线窗材料在等离子体包覆条件下的热响应和热透波特性测试,是分析天线窗材料特性、研究电磁波在等离子体和天线窗中传输特性的基础。针对等离子体和天线窗中电磁波传输特性,采用矢量网络分析仪和标准增益天线组成的电磁波传输测试系统,获得了一定频率的电磁波经过等离子体和高温天线窗之后的衰减;针对高温天线窗自身热响应特性和电磁波在其中的传输特性,研究了天线窗材料在一定热流作用下的温度分布和烧蚀特性,测试了烧蚀后处于高温状态且无等离子体覆盖的天线窗对电磁波的影响,分析了天线窗高温透波特性与常温透波特性的差异。所建立的方法,为在地面等离子体风洞中开展天线窗热透波特性研究、分析天线窗和等离子体耦合作用对电磁波传输特性的影响建立了基础。     

蜂窝结构吸波材料的斜入射电磁吸波特性研究

为分析蜂窝结构吸波材料在电磁波斜入射条件下的反射特性,首先基于长波长近似条件下的强扰动理论,得到蜂窝结构吸波材料的等效电磁参数;再利用各向异性分层介质条件下的横向场传播的本征波解,推导出蜂窝结构吸波材料对斜入射电磁波的反射系数公式;进而得到蜂窝结构吸波材料的反射率随入射角的变化关系。反射率的计算结果表明：在特定入射角情况下,对于不同的蜂窝高度,吸收剂存在最优厚度,可使其反射率最小。研究结果对蜂窝结构吸波材料的优化设计具有一定意义。     

基于手性超结构设计的可变形机翼研究进展

安全、稳定、高效是当前飞机机翼设计领域重点关注的问题.机翼是提供升力的主要部件之一,可变形机翼在改善飞机整体性能方面有巨大潜力.以智能材料为代表的新材料的发展对机翼柔性蒙皮、驱动装置、控制技术以及轻量化结构产生了革命性的变革,拓展了手性拓扑结构的应用范围.基于手性拓扑结构、飞机机翼的气动性能分析、先进的制备工艺等技术而...     

防护工程用隔热吸波兼容性隐身材料研究——兼容机理与模型设计研究

针对隐身材料在防护工程应用中存在的问题，在分析归纳的基础上，根据电磁波与材料的相互作用理论，提出了隔热吸波多谱兼容隐身材料物理模型，并根据该物理结构模型进行了材料设计，可为研制适用于防护工程的多谱兼容隐身材料提供理论指导。     

矩形波导内介质材料对电磁波的反射与吸收

本文基于电磁波在矩形波导内的传播理论推导了填充矩形波导的长方形介质块对电磁波的电压反射系数，并得出波导内多导介质对电磁波的反射与吸收情况，进而提出一种快速判断高分子导电聚合物电磁参量的方法。     

雷达吸波材料表面波抑制性能测试技术

分析了雷达吸波材料对表面波抑制性能的作用机理并设计测试系统来测试材料对表面波的抑制性能。在X波段(8~12 GHz)利用喇叭天线发射电磁波,以掠入射角度投射到金属板上形成表面波,覆盖于金属板上的聚四氟乙烯将反射的电磁波束缚在介质中并沿金属板向前传播。利用电场探针来检测接收到的电磁能量,对比放置吸波材料前后的结果,以此来评估吸波材料对表面波的抑制性能。并对两种吸波材料进行测试,取得了良好的效果,说明了该测试方法的可行性和有效性。     

单层均匀吸波材料电磁参数的匹配研究

用Steffensen加速法求出了单层均匀吸波材料对入射电磁波无限吸收时电磁参数所需满足的必要条件及其边界曲线 ,同时 ,通过数值模拟得到了吸波材料无限吸收时电磁参数边界曲线的数值模拟等式和有限吸收时宽带吸波材料电磁参数的匹配规律和频散特性     

介质材料介电常数均匀性测试评价系统

介绍了针对介质材料的介电常数的均匀性测试方法,基于谐振微扰法和场分析理论,建立了圆柱腔内样品分段测试模型。利用工作在TM_(0n0)的圆柱腔进行方法可行性验证后,设计了一套由矢量网络分析仪、计算机、圆柱腔、移动装置等组成的介电常数均匀性测试系统,并利用自动化测试软件,旨在实现对介质材料介电常数的在线自动化均匀性测试。通过对三种典型介质材料进行均匀性测试分析,与材料制造商比对的测试差别分别小于0.02、0.04和0.15,证明了该均匀性能测试评价系统的可行性和有效性。     

石墨烯超材料吸波结构3D打印

石墨烯增强树脂基复合材料密度低,具有优良的电磁波吸收性能,是极具应用前景的雷达隐身吸波材料,传统的石墨烯吸波复合材料制备工艺复杂,难以灵活制备复杂结构。超材料作为一种人工电磁介质,以材料自身电磁特性为基础,通过单胞结构设计,可实现高性能超材料微波吸收结构(MetaMaterial Absorber,MMA)的设计,利用3D打印技术复杂结构零件快速成型的优势,可实现树脂基MMA功能结构一体化制造。综述了石墨烯增强树脂基复合材料、3D打印超材料吸波性能的研究进展,提出一种基于木堆结构的3D打印石墨烯增强聚乳酸复合材料梯度超材料吸波结构,该结构在4.5～40GHz频段内,具有35.5GHz的超宽频带微波吸收性能(反射损耗低于–10dB)。     

电路模拟新型吸波材料

本成果采用黏胶基活性碳毡制备一系列单层电路模拟吸波材料。黏胶碳纤维的横截面不规则，异型截面的碳纤维对电磁波有良好的衰减吸收性能；经活化的碳纤维表面多微孔，碳纤维表面粗糙度增加，对电磁波形成漫反射；材料价廉易得。     

电路模拟吸波材料带宽拓展方法探索

电路模拟吸波材料有一定的频率选择特性,电磁波有效损耗的带宽通常比较窄,通过多层电路屏、掺杂电损耗介质、磁损耗介质层组合、磁电损耗组合的方法,对电路模拟结构吸波材料在2~18GHz区间电磁损耗带宽的拓展进行了初步探索。结果证明:四种方法都能够提高电路模拟吸波材料的有效吸波带宽,并能够不同程度地提高材料的吸波效率。多层电路屏、掺杂电损耗介质的多层电路屏、组合磁损耗介质层的多层电路屏、组合磁损耗介质层和电损耗介质的多层电路屏,其反射率≤-5dB的带宽较单层电路屏的1.2GHz分别增加了6.4、10.6、9.6、10.6GHz,最小反射率分别达到-8、-10、-12、-25dB。     

探地雷达成像中多层介质分界面折射点确定

探地合成孔径（syngthetic aperture radar,SAR）雷达成像对于地下目标的检测与识别非常重要。地下多层介质时，各分界面上折射点确定对于探地合成孔径雷达成像非常关键。多层介质分界面上的折射点位置，目前尚无较好的确定方法。研究了两种确定多层介质分界面上折射点的方法，并讨论了所提出的一种简单有效的计算方法－“常量法”。该方法充分利用了电磁波在各层介质分界面上的折射特性，计算简单有效。     

多目标规划方法在隐身涂层设计中的应用

根据多层吸波层材料电磁波反射系数的传输线理论，通过建立涂层材料的介电及磁性参数数据库、采用多目标规划法，进行各层材料的选择及层厚的优化设计，为多层隐身涂层材料的研制提供强有力的设计工具。该研究开发的软件具有吸波材料参数数据库、全面搜索优化、部分选定优化、特定结构反射系数计算等功能。最大可分5个波段设定不同的设计指标，最大设计层数为6层。     

面向航空结构低频振动的力电耦合超材料板设计

针对航空结构低频振动控制难的问题，提出将负电容与电感电路结合设计具有优异低频振动特性的力电耦合超材料板结构。该超材料板包含作为基底的普通板结构、周期分布在板表面的压电单元及与压电单元相连的包含电感和负电容的分流电路。首先通过有效介质理论，得到了超材料板等效抗弯刚度解析表达式并进行了修正。在此基础上，通过分析负电容对等效抗弯刚度的影响阐明了负电容拓宽禁带的机制。进一步推导了禁带范围的解析表达式，研究了负电容对禁带范围和位置的影响规律，理论结果表明负电容与电感并联可以将禁带宽度拓宽至原来的20倍以上。最后，通过数值算例验证了引入负电容后力电耦合超材料板能够在目标低频范围实现很好的振动抑制效果。     

有机硅泡沫材料的制备与性能

介绍了有机硅泡沫材料的国内外发展历史及现状，讨论了采用固体法和液体法制备有机硅泡沫材料时原材料的筛选、制备过程中的化学反应及制备工艺，进行了对比分析；并对有机硅泡沫材料的性能及用途进行了评述，指出具有突出耐高低温性、减震阻尼性、憎水性和生理惰性等特性的有机硅泡沫材料将在航空航天领域中有着重要的应用前景。     

新型隐身材料的研究和发展

新型隐身材料是发展现代隐身技术的关键,已成为各国研究的热点。本文就国外隐身技术发展现状,材料隐身机理、隐身材料分类以及手性隐身材料、纳米隐身材料、多晶铁纤维吸收剂、导电高聚物材料和智能型隐身材料等几种新型隐身材料作了较为全面的介绍,旨在推动和强化我国在新型隐身材料领域研究的展开与深入。