纳米碳纤维导电性对红外消光性能的影响

纳米碳纤维是一种新型吸波材料。为探讨烟幕粒子的红外消光特性,利用矩量法建立了纳米碳纤维感应电流和散射场的计算模型,在此基础上得出了纳米碳纤维吸收、散射和消光截面的计算表达式。通过Matlab编程计算分析了纳米碳纤维红外消光截面与电导率的关系。结果表明,纳米碳纤维红外消光特性与电导率密切相关,随着电导率的增加,消光截面迅速增加,当波长大于纤维本身长度时,消光截面随电导率的变化出现峰值,峰值电导率与波长有关。     

纳米碳纤维红外消光数值计算

为探讨纳米碳纤维作为烟幕粒子的红外消光特性,基于电磁场理论建立了细直的纳米碳纤维感应电流积分方程,并利用矩量法进行了求解,导出了纳米碳纤维散射场及吸收、散射和消光截面的计算式.通过与变分法的计算结果相比较,表明了该方法的有效性.利用该方法数值分析了纳米碳纤维红外消光截面与入射场波长、入射角、纤维长度和半径的关系,计算结果为纳米碳纤维用于红外烟幕干扰提供了理论依据.     

等离子体中电子弹性散射截面及电导率计算

本文研究了近理想等离子体中的电子弹性散射过程.利用Debye-Hückel模型考虑等离子体环境对电子与离子间相互作用的屏蔽效应.结合分波法计算了不同Debye长度情况下,电子与不同核电荷数离子散射的分波相移和微分散射截面.研究了散射波函数、分波相移和微分截面随等离子体屏蔽参数的变化规律.最后,基于Spitzer公式, 初步讨论了分波法计算的等离子体的电导率与卢瑟福公式计算的电导率之间的区别.     

膨胀石墨体积膨胀率对毫米波衰减性能的影响

膨胀石墨是一种具有潜在应用价值的红外/毫米波无源干扰一体化材料.本文依次以硝酸和磷酸、硝酸和乙酸的混酸为插层剂,高锰酸钾为氧化剂,采用分步插层法制备了不同体积膨胀率的膨胀石墨.采用扫描电镜分析了膨胀石墨微观结构随膨胀体积的变化;采用静态测试方法测试了不同体积膨胀率膨胀石墨的毫米波衰减性能.结果表明:随膨胀体积的增大,膨胀石墨层壁更薄,片层被充分打开,其有更多的微小薄片的尺度分布介于几微米到几十微米之间;膨胀石墨对毫米波的衰减性能随膨胀体积的增大而增大,当膨胀体积从233mL/g增大到450mL/g时,其3mm波衰减性能从5.7dB增大到8.68dB.     

基于超材料吸波体的低雷达散射截面微带天线设计

设计了一种高吸波率、宽入射角、无表面损耗层的超材料吸波体, 并将其用于微带天线的带内雷达散射截面(radar cross section, RCS)减缩.实验结果表明: 设计的吸波体的厚度为0.3 mm, 吸波率达99.9%, 相比普通微带天线, 加载该吸波体后的天线在工作频带内法向RCS减缩都在3 dB以上, 最大减缩16.7 dB, 单站RCS在-30°–+30° 角域、双站RCS在-90°–+90°角域减缩超过3 dB, 且天线辐射性能保持不变. 证实了该吸波体具有良好的吸波效果, 可以应用于微带天线的带内隐身. 关键词： 超材料吸波体 微带天线 雷达散射截面     

RCS测试中的低散射载体设计及仿真分析

在雷达散射截面（RCS）测试中，低散射载体的设计结果取决于被测目标的RCS量级。为进行细节性隐身设计，获得台阶与缝隙排除载体干扰后的RCS水平，提出一种在台阶与缝隙RCS测试中的低散射载体设计方法。采用多层快速多极子算法，对低散射载体相邻曲面连接方式、台阶与缝隙在载体上的位置、前缘尖削度、倒圆半径对散射特性的影响进行了仿真分析。仿真结果表明，控制载体表面曲率的变化、加大前缘尖削度、减小拼接曲面倒圆半径能有效降低载体前向散射水平，由于载体曲面一侧的散射水平低于平面一侧散射水平，台阶与缝隙特征应位于曲面上。对RCS测试中低散射载体设计具有指导意义。     

膨胀石墨制备及其1.064μm激光消光性能

基于两步氧化插层先驱体法制备了不同膨胀体积的膨胀石墨,分析了先驱体、膨胀石墨的微观结构和微观形貌;利用静态测试系统测试了膨胀石墨对1.064 μm激光的消光行为,据此计算了其对1.064 μm激光的质量消光系数,得到了该系数与膨胀体积的依赖关系,并从消光机理进行了原因分析.结果表明:通过控制和优化先驱体合成条件,可以制得膨胀体积高达600 mL· g-1的膨胀石墨;两步插层导致先驱体的层间距(d002)明显大于天然石墨,当其d002从0.359 0 nm增至0.371 1 nm时,所得膨胀石墨的膨胀体积从267mL·g-1增至600mL·g-1;膨胀石墨平均质量消光系数与膨胀体积呈近似线性关系,当膨胀体积由233mL·g-1增至600mL·g-1时,该系数从0.20 m2·g-1升至0.48m2·g-1;膨胀石墨对1.064 μm激光呈非选择性散射,膨胀体积大,导致几何面积大,对1.064μm激光的散射能力增强;同时,膨胀石墨中出现了更深的孔隙或孔腔,可作为等效黑体增强对入射激光的吸收.     

等离子体中电子弹性散射截面及电导率计算

本文研究了近理想等离子体中的电子弹性散射过程．利用Debye-Htickel模型考虑等离子体环境对电子与离子间相互作用的屏蔽效应．结合分波法计算了不同Debye长度情况下，电子与不同核电荷数离子散射的分波相移和微分散射截面．研究了散射波函数、分波相移和微分截面随等离子体屏蔽参数的变化规律．最后，基于Spitzer公式，初步讨论了分波法计算的等离子体的电导率与卢瑟福公式计算的电导率之间的区别．     

雷达波段内磁性吸波颗粒光散射特性分析

针对目前在微波雷达隐身技术中广泛运用的吸波材料颗粒,根据米氏(Mie)散射理论对磁性吸波颗粒在雷达波段内的光散射特性进行了数值模拟和计算分析.在Mie系数中引入磁导率变量,分别计算了磁导率、折射率及颗粒粒径等参数对吸波颗粒光散射特性的影响;同时对比分析了磁性与非磁性吸波颗粒的散射光强、散射系数、吸收系数等散射特性规律.数值计算结果表明,颗粒磁特性的变化对其散射性能造成影响,磁导率的增大将使颗粒的吸收性能增强而后向散射强度减弱,有利于吸波颗粒雷达散射截面的减小,同时磁导率变化对颗粒散射特性的影响受到复折射率的制约.     

太赫兹目标RCS缩比测量技术

论述了国外基于微波上倍频、激光下变频、THz时域光谱三种典型太赫兹波目标雷达散射截面(RCS)缩比测试系统的构成、技术特点和应用范围。采用固态器件、基于微波上倍频技术集成研制了宽带太赫兹低频端目标RCS测量系统,采用基于扫频的时域法RCS测量技术和小角度旋转目标雷达合成孔径（ISAR）成像方法对小目标进行了电磁散射特性测量,获取了目标RCS和二维散射成像信息。     

吸附剂基质膨胀石墨的渗透率与导热系数研究

为了测试混合吸附剂基质材料石墨的传热传质特性,设计了吸附剂渗透率与导热系数测试装置,首先用平板热源法测试了散装石墨在不同膨胀温度及不同膨胀时间下的导热系数,优选出了石墨的最佳膨胀工艺,然后采用最佳膨胀工艺下的石墨进行固化,以氮气作为气源对固化石墨进行了渗透率研究,以稳态热源加热法对固化石墨进行导热系数测试,结果表明,当...     

A spherical scatterer inside a circular hollow dielectric waveguide

A theoretical investigation is presented of scattering characteristics of a perfectly conducting spherical object placed inside a quasi-optical transmission line of the millimeter and submillimeter waves in the form of a circular hollow dielectric waveguide (HDW). From the analytical expressions obtained, backscattering and extinction cross sections of this object are derived via the excitation coefficient of the dominantHE ₁₁ mode of the circular HDW and the HDW geometrical parameters. The agreement of the results with the corresponding data for the scattering of a plane homogeneous wave is shown.     

具有轨道角动量光束入射下的单球粒子散射研究

根据广义Mie理论，研究了具有轨道角动量拉盖尔-高斯光束（LGB）的空间传输特性以及单粒子散射特性.在单体球粒子对高斯光束散射研究的基础上，分析了在自由空间不同传输距离LGB光束的光强分布情况，在不考虑散射和波束相移关系的情况下，将LGB作为入射高斯光束，通过对波束入射时的散射衰减截面求解得到波束因子，利用矢量球谐函数对入射高斯波束进行展开，从而研究了单球粒子在在轴条件下对具轨道角动量高斯波束入射的散射问题.通过数值计算，讨论了散射强度及角分布在不同波束宽度情况下对其散射特性的影响，并与平面波的情况做了对比.结果表明，当波束束腰半径较小时，束腰半径对衰减率的影响较大，而当束腰半径远大于粒子半径时，接近于平面波的情况. 关键词： 广义Mie理论 轨道角动量 Laguerre-Gauss光束 单球粒子     

W波段同轴静磁波荡器自由电子激光优化设计

基于同轴静磁波荡器的自由电子激光主要利用环形电子束与同轴TE模式的相互作用产生电磁辐射,是一种重要的毫米波辐射源。分析了同轴结构作用区内外半径、工作模式、电子束电压、波荡器周期等参数对辐射频率的影响规律,研究了电子束平均半径的选取原则和束波互作用腔的设计方法,设计了辐射频率在W波段的基于同轴静磁波荡器的自由电子激光,并进行了粒子模拟,在电子束电压为720 kV,电子束流为1 kA的情况下,获得了频率107 GHz、辐射功率35 MW的TE01模,束波转换效率为4.9%,束波作用腔总长度小于200 mm,同轴静磁波荡器的磁场幅度0.34 T。     

Calculation of extinction cross-section of single vegetation elements placed in open resonator

The results of calculation of extinction cross — section for bodies of various shapes and electrical constants placed in open resonator are presented. Theoretical model for such structure was developed. It allowed to calculate transfer ratio, Q-factor and another characteristics of the resonator with sample. The results presented can be used for investigation of extinction cross — section for vegetation elements in millimeter wave band using open resonator.     

Millimeter wave investigation of dielectric cylinders absorption cross-section by resonant method

A new millimeter wave resonant method for determination of absorption cross-section of vegetation stalks is given. The method is developed for study of vegetation stalks absorption cross-section as a function of their moisture content, orkR parameter (k is a wave number, R is a stalk radius) in millimeter wavelengths band. ModesE _01p of a cylinder resonator are employed for such measurements. Dielectric permittivity and loss tangent of a sample can be found by measuring a frequency shift andQ- factor changes of the resonator. Absorption cross-section of a sample is then calculated using a formula obtained in our theoretical study. This formula can be written analytically as a result of rigorous solution of the related diffraction problem (scattering of a plane electromagnetic wave by cylinder with complex dielectric permittivity if stalk radius is less then 0.5 mm for the wavelength of 8 mm).Results of this investigation may be used in creating electrodynamical models of media containing cylindrical stalks of plants, in direct measurements of some canopy parameters, transmission properties measurements of vegetation canopies etc.     

Average scattered field from a random PEC cylinder buried below a slightly rough surface

Scattering from a perfect electric conducting cylinder with random radius buried below a half space dielectric homogenous interface is studied. The cylindrical wave scattered by cylinder is expanded in terms of plane wave spectrum. Small perturbation method is used to study the interaction of each plane wave with the interface. The zeroth order term yields solution for a flat interface, whereas scattering from a rough surface is given by first-order term. Results are obtained for both TM and TE polarizations. Analytical expressions of the average scattered field are obtained and verified using numerical evaluation. Different scattering scenarios are simulated by varying the distribution of the radius. It is observed that average scattering cross section of an ensemble with normal/uniform distribution is almost equal to that of a cylinder with mean radius.     

基于磁光子晶体的低损耗窄带THz滤波器

本文提出一种采用石榴石型铁氧体磁性材料的太赫兹滤波器,利用波导线缺陷和腔内点缺陷的耦合特性,通过改变腔内介质柱半径及分布,实现对某个波长的耦合,达到了高效率滤波的功能;改变外磁场的大小,影响铁氧体材料的磁导率变化,使谐振频率发生改变,从而对THz波进行滤波.应用平面波展开法(PWM)和时域差分有限法(FDTD)进行仿真分析,研究结果表明,该滤波器其插入损耗为0.0997 d B,3 d B带宽为8.22 GHz,实现了低损耗窄带滤波.