电磁超材料在超宽带雷达隐身微小卫星设计中的应用

针对微小卫星在雷达频段面临的宽带隐身问题,提出利用电磁超材料实现卫星隐身的设计方案,该方案包括两种不同类型的电磁超材料雷达吸波体。其中多层结构超宽带吸波体利用高阻表面设计耦合型吸波结构,适用于微小卫星星体及太阳能电池阵背光面,工作频带覆盖S、C、X、Ku频段;透光型混合结构宽带吸波体利用高透光的氧化铟锡设计吸波结构,适用于卫星电池阵受光面,隐身频带覆盖X、Ku频段。样件及整星的仿真和实验结果表明,电磁超材料构建的雷达吸波体可以实现超宽频带电磁波的有效吸收。将该材料应用于微小卫星的设计中,可以达到卫星整星RCS缩减的目的。该材料不论是机械强度、密度、透光性,还是抗原子氧剥蚀能力都具备潜在的工程应用价值。     

螺旋形纳米碳纤维的电磁波吸收特性分析

根据手征材料的本构方程,讨论了螺旋形手征纳米气相生长碳纤维(VGCF)手征参数ξ与电磁参数ε,μ的关系,并分析螺旋形VGCF几何结构产生的手征特性,与电磁波相互作用时产生电磁交叉极化的耦合吸收电磁波的机理,研究了改善手征材料ξ和性能的方法。结果表明,取螺旋形VGCF半径与螺距比为0.23左右,增加手征体含量可改善手征介质的手征参数,手征体的含量适当、螺旋形VGCF的尺寸与电磁波的波长接近能提高材料的吸波能力。     

砷化镓太阳电池表面高透光率吸波材料结构设计与性能研究

文章以卫星砷化镓太阳电池阵在X波段雷达波下的隐身性为研究背景,针对电池阵高透光率与其对电磁波高吸收率的兼容要求,选择碳纳米管薄膜材料建立人工亚波长吸波结构,通过调整其亚波长结构参数及碳纳米管薄膜材料的费米能级等参数,拓展吸波带宽。同时研究发现,在砷化镓太阳电池表面构建双层十字微结构,相比单层结构,材料的吸收带宽更宽,吸波体在8.2～10.3 GHz频率范围内反射率小于-10 dB,相对带宽达到23%。     

知识资料窗

超视距雷达超视距雷达就是利用电磁波在电离层与地面之间的反射或电磁波在地球表面的绕射探测地平线以下目标的雷达，又称超地平线雷达。超视距雷达主要用于早期预警和战术警戒，是对地地导弹（特别是低弹道的洲际导弹和潜地导弹）、部分轨道武器（包括低轨道卫星）和战略...     

电磁频谱特性探析

电磁频谱是按电磁波频率或波长分段排列的结构谱系。从电磁频谱的天然特性、社会特性和应用特性三个方面出发,比较系统完整地归纳出电磁频谱的各类基本特征属性,为更好地开发和利用电磁频谱提供基本的思维启发和参考借鉴。     

知识资料窗

超视距雷达超视距雷达就是利用电磁波在电离层与地面之间的反射或电磁波在地球表面的绕射探测地平线以下目标的雷达,又称超地平线雷达。超视距雷达主要用于早期预警和战术警戒,是对地地导弹(特别是低弹道的洲际导弹和潜地导     

精密加工与超精加工机床的发展

控制系统的零部件的加工精度要求越来越高,所使用的材料及性能的技术要求不断变化,必须有超精密机床作保证。现就超精密机床的发展概况和动向,包括精度的提高、结构材料的革新、支承系统、主轴系统、环境条件等加以论证。     

热解碳基泡沫结构应用于热真空吸波箱技术研究

针对卫星通信系统考核用热真空吸波箱对结构吸波材料的需求,文章采用前驱体法和热解工艺制备了以热解碳为基体的轻质泡沫结构吸波材料。性能测试结果表明：该材料不仅适用于高真空、高低温循环热真空吸波箱环境,而且具有适合尖锥型高效吸波结构设计的宽频带、宽温域高介电损耗的电磁特性。在此工作基础上,以开展无源互调（PIM）吸波箱研制为例,分别建立电磁波室温远场平面波照射仿真模型和吸波箱内宽温域电磁波近场球面波照射仿真模型。综合两模型仿真结果,确定了该吸波材料尖锥+底板结构的具体尺寸。结果表明其吸波性能满足国军标的考核要求。     

电子对抗中的隐身和反隐身技术

隐身技术属于无源干扰,是有效的抗雷达技术手段.目前应用最广的是“反雷达信号隐身”.实现反雷达隐身的途径有三种:(1) 改变飞机机身结构与外型;(2) 在飞行器外表面涂敷雷达电磁波吸收材料;(3) 用高强度、低比重的复合材料制作飞行器结构部件.随着隐身技术的发展,各种反隐身技术也应运而生.采用脉冲压缩技术、多波段雷达或频率捷变技术、降低噪声,以及采用其他一些非电子反隐身技术,都能有效地提高雷达效能.     

雷达吸波材料的吸波性能预测

首先由麦克斯韦方程和边界条件出发，导出了多层吸波材料对斜入射电磁波的反射率公式；然后由反射率公式讨论了单层吸波材料对斜入射电磁波的反射，及多层吸波材料对垂直入射电磁波的反射。     

超磁致伸缩材料微位移驱动器的设计与实验研究

超磁致伸缩材料是国防、航空航天和高技术领域中一种重要的功能性材料。基于超磁致伸缩材料的工作特点,提出了超磁致伸缩材料微位移驱动器的结构原型,详细介绍了微位移驱动器中位移传递和放大机构、驱动线圈及控制电路的设计过程及其设计理论和方法。实验样机采用了多级杠杆叠加的结构形式进行位移传递和放大,实验结果验证了设计理论和方法的可行性和实用性。     

非均匀等离子鞘套中电波传输的近似计算

本文主要研究电磁波在不均匀等离子体鞘套中传播的一些近似计算方法。其中一些方法是采用逼近均匀等离子体鞘套中传播特性作出的,其结果和文章[1]作了对比,数据十分接近,但机时却减少了1/50。     

太赫兹技术在航天计量测试领域的应用及挑战

正太赫兹(THz)在电磁波谱中位于红外和微波之间,处于宏观电子学向微观光子学的过渡频段,其频率通常是0.1～10THz(1THz=1012 Hz),对应波长为30～3000μm。从光谱分辨角度,由于大分子振动、转动特征谱均位于THz频段,因此许多有机分子在THz频段具有"指纹"特性,表现出很强的吸收和色散特性,     

高精度非接触磁浮机构设计及其输出特性测试研究

为验证"双超"卫星地面试验系统与地面验证方案的合理性、可行性,针对"双超"卫星平台的核心部件非接触磁浮机构,提出了一种非接触磁浮机构磁钢匀强磁场、激励线圈拓扑结构及高精度程控精密功率放大器的多参数综合优化设计与测试方法。首先,通过选择适宜的磁钢材料和设计磁钢结构尺寸参数实现非接触磁浮机构磁钢磁场的均匀性;其次,通过激励线圈参数优化可降低输出力的波动;再次,通过驱动电路的优化设计可提升程控精密功率放大器的输出电流精度;最后,通过非接触磁浮机构的输出特性测试,验证了设计方法的有效性。该方法将"双超"平台的需求分解成磁浮机构各部分的设计指标,简化明确了设计思路,方案通过验证为下一步"双超"平台原理样机的设计及未来"双超"平台的工程应用提供了技术支撑。     

太赫兹超材料及其应用综述

在太赫兹波段高效响应的天然材料较为有限,制约了太赫兹技术的应用和发展。超材料是近年来兴起的人工合成电磁材料,可以通过其晶格单元形状、结构以及关键尺寸的设计实现人工电磁材料宏观电磁响应的调节,在太赫兹功能器件研制以及太赫兹波有效调控方面具有巨大潜力。总结了太赫兹超材料的最新研究成果及遇到的问题,概括了近十年来太赫兹超材料吸波体、调制器、天线等方面的研究进展,对太赫兹超材料的发展方向及未来热点进行了展望。     

左手材料在波导方面的应用

截止频率以下时矩形波导可以看作是一个负介电常数环境,如果在矩形波导的截止频率以上实现负介电常数的环境就可以使电磁波无法传播。左手材料是一种新型材料,是通过结构来实现负磁导率和负介电常数的;文章通过对波导加载左手材料,实现了在矩形波导的截止频率以上出现阻带,可以用做带阻滤波器。     

超表面多波束天线技术及其在无线能量传输中的应用

自上世纪60年代无线能量传输首次成功的实验验证以来，该技术已成为电子科学与技术多个子领域的热门研究方向。近年来，在物联网、移动通信、和新能源汽车等变革式迅猛发展的推动下，智能电子和电气设备数量激增，无线能量传输技术的开发和成熟显得日益重要，其应用变得更加广泛。无线能量传输主要基于磁感应、谐振耦合、以及电磁辐射三种机理，现有的绝大多数研究集中在基于近场感应和耦合式的能量传输，无法满足很多广域场景下的充能要求，因此，高效中远距无线能量传输方案的解决成为当务之急。由亚波长单元构成的电磁超表面剖面低、损耗小、具有强大的电磁波调控能力，可实现低成本的菲涅尔区和远场区多波束聚焦，给无线能量传输带来了新的思路和方法。文章主要对超表面多波束天线技术进行介绍，包括对已有工作的整理和归纳，以及对其在无线能量传输中潜在应用的展望。     

大型固体火箭发动机微波探伤

前言微波辐射在电磁波频谱中居于无线电和红外辐射之间,约300兆赫到300千兆赫频率范围。这个频段广泛地用于雷达和通讯。最近,微波也被用于对材料的评价。微波可以穿透非金属介电材料,它从界面或材料内部不连续处会反射和散射,利用这一点检测诸如脱粘、空洞、松孔、裂缝等缺陷。     

基于人工PML表面的高效微波能量接收

文章基于人工完美匹配层(PML)的电磁特性提出了一种新型的可用来实现能量完美匹配接收的高效整流天线板,并从仿真上给予了验证。该整流天线板同时拥有与空气完美匹配的阻抗以及超高效的能量吸收特性,仿真结果显示1/80空间工作波长厚度的整流天线板即可吸收转化垂直入射电磁波99%以上的能量,该技术可广泛用于当今各种频段的微波能量传输与接收装备研发应用领域。     

陶瓷/陶瓷类绝热层新喷管的设想

本文评述了固体发动机喷管的设計。碳/碳材料引起的第一个突破是:使沿喷管内型面与燃气接触的耐烧蚀层具备了结构承载能力,使喷管成为承热结构,只是与燃烧室连接的部件需要绝热。很遗憾,如今用碳酚醛或硅酚醛材料制成的绝热层,因低溫下易炭化并逸出气体,所以它们的机械性能既低劣又不可預测。因此,喷管与燃烧室绝热连接处通常采用复杂的设計,它包括绝热的和金属的结构零件。目前出现一些新的、具有热稳定基体的绝热复合材料,由于这些材料在很大温度范围内具有结构承载能力,这将是喷管设計的第二个突破。本文评述了用陶瓷或碳纤维与基体制成的新的不炭化绝热材料,介绍了用这些材料设計新喷管的几个例子。它的优点是:设計新颖、简单,装配时间少,成本低以及分析預测性较好。