微弧等离子喷涂碳纳米管/纳米Al2O3-TiO2复合涂层的吸波性能研究

将碳纳米管与纳米Al₂O₃-TiO₂陶瓷粉末超声共混制备了碳纳米管/纳米Al₂O₃-TiO₂复合粉末,测试了复合粉末在2—18GHz波段的电磁参数.研究表明：随着碳纳米管质量分数的增加,碳纳米管/纳米Al₂O₃-TiO₂复合粉末的复介电常数和损耗角不断增大.当碳纳米管质量分数和厚度增加时,复合粉末对电磁波的反射率峰值先增加后减小,而谐振频率不断向低频移动.采用微弧等离子喷涂制备了7wt%碳纳米管/纳米Al₂O₃-TiO₂复合吸波涂层,当厚度为1.5mm时,涂层最小反射率为-24.0dB,当厚度为2.0mm时,涂层小于-10dB的频带宽为3.60GHz,当温度为500℃高温时,1.0mm厚的涂层最小高温反射率为-12.2dB,小于-10dB频带宽为2.0GHz.复合涂层的实际厚度D与理论厚度d呈线关系：d=0.898D+0.515. 关键词： 等离子喷涂 碳纳米管 2O₃-TiO₂')" href="#">纳米Al₂O₃-TiO₂ 吸波性能     

碳纳米管/四针状纳米氧化锌复合涂层的电磁波吸收特性

以碳纳米管(CNT)和四针状纳米氧化锌(NT-ZnO)混合物作为吸收剂、环氧树脂(EP)为黏结剂制备吸波涂层,研究不同CNT和NT-ZnO含量对吸波性能的影响.采用三次刷涂后,发现当CNT含量达到12%,NT-ZnO的含量为8%、涂层厚度为1·5mm时,吸波涂层的最小反射率为-23·07dB,小于-10dB的吸波带宽为5GHz,涂层的面密度2kg/m2·复合涂层的吸波性能比纯CNT和纯NT-ZnO涂层有显著的提高,并对其吸波机理进行了分析.     

四针状纳米氧化锌电磁波吸收特性

将四针状纳米ZnO作为吸收剂、环氧树脂为粘结剂制备成吸波涂层,分析了吸波涂层中的四针状纳米氧化锌含量及涂层厚度对吸波性能的影响,当涂层厚度为15mm时,吸收主要集中在15—18GHz波段;当涂层厚度增加到35mm后,样品的吸波性能提高明显,特别在6—11GHz之间的吸波性能提高显著,样品反射率小于-5dB的频率宽度达到136GHz(44—18GHz),其吸波性能相比较微米级ZnO有显著提高. 最后对四针状纳米氧化锌的吸波机理进行了讨论. 所研究的涂层在电磁波屏蔽方面具有较大的应用价值. 关键词： 四针状纳米ZnO 吸波性能 反射率 吸波机理     

圆环单元FSS对改善吸波体雷达吸波特性的影响

设计了圆环单元的频率选择表面（FSS）结构,并将该结构置于吸波材料中构成了复合吸波结构。利用谱域法对该结构进行数值模拟,计算出频率为2～16GHz微波波段的反射系数,并研究了圆环单元尺寸和排布周期对其吸波特性的影响。结果表明：当圆环单元FSS的单元间距为10mm,单元尺寸为3．3mm时,其共振频率的反射率由-8．15dB降低为-14．54dB,-5dB吸波带宽由1．2GHz拓展为3．05GHz;且随圆环单元尺寸增大,共振反射率增加;随单元排列周期增加,吸波材料带宽增大。结果表明,利用FSS可以明显改善吸波材料涂层的吸波性能,通过凋整相关参数可以获得所需的复合吸波结构,拓展FSS在吸波材料中的应用范围。     

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     

基于磁/电介质混合型基体的宽带超材料吸波体的设计与制备

本文设计了一种基于磁/电介质混合型基体的宽带超材料吸波体, 吸波体基本单元由电阻膜、磁/电介质混合型基体以及金属背板组成. 采用时域有限差分法对超材料吸波体吸波性能进行了仿真, 使用遗传算法优化了反射率小于-10 dB的带宽. 仿真结果表明, 当超材料吸波体厚度为2.5 mm时, 在7.8–18 GHz频率范围内的反射率小于-10 dB, 具有厚度薄、宽带、极化不敏感等优点. 通过等效电路模型对其工作机理进行了分析与讨论. 最后制备样品进行测试, 测试结果与仿真结果一致.     

基于电阻膜的宽频带超材料吸波体的设计

基于电阻膜设计了一种宽频带、极化不敏感和宽入射角的超材料吸波体.该吸波体的结构单元由六边形环状电阻膜结构、介质基板和金属背板组成.仿真得到的反射率和吸收率表明,该吸波体在7.0-27.5 GHz之间对入射电磁波具有宽频带的强吸收,证实了电路谐振相对于电磁谐振易于实现宽带吸波.仿真得到的不同极化角和不同入射角下超材料吸波体的吸收率表明,该吸波体具有极化不敏感和宽入射角特性.仿真得到的基板和电阻膜对超材料吸波体吸收率的影响表明,电阻膜结构和金属背板之间形成的电容以及电阻膜结构的电阻都存在一个最佳值,此时电路谐 关键词： 电阻膜 电路谐振 宽频带 超材料吸波体     

基于拓扑优化设计的宽频吸波复合材料

本文基于拓扑优化方法设计并制备了一种宽频吸波复合材料,该吸波复合材料由高强玻璃纤维透波板、电阻损耗型超材料、聚氨酯泡沫和碳纤维反射板组成.仿真及测试结果表明,该吸波复合材料在2–18 GHz频段内的平板反射率均小于-12 dB.并且由于采用高强玻璃纤维及碳纤维复合材料作为面板层,聚氨酯泡沫作为芯材,因此该吸波复合材料不仅在较宽频带内对电磁波具有高的吸收率,同时还具有质量轻、耐高温、耐低温、耐湿热、抗腐蚀等特点,便于实现吸波与力学性能及耐环境性能的兼容,具有一定的工程应用价值.     

含螺旋单元频率选择表面的宽频带强吸收复合吸波体

设计和制备了含螺旋单元频率选择表面吸波片的三层复合吸波体,上层和下层均为磁性吸波片,中间层为带缺口的螺旋单元频率选择表面.复合吸波体在总厚度分别为1.4,1.7和2.0 mm时,其反射率在-10d B以下的频带宽度分别达到了9.29,6.69和7.11 GHz,与不含有频率选择表面的吸波体相比较(其他参数相同),-10d B以下反射率带宽分别提高了159.5%,69.3%和129.4%,复合吸波体在总厚度低于吸波体时,也取得了更好的反射效果.带缺口圆螺旋单元的频率选择表面嵌入吸波体中,引入了额外的吸收频带,拓宽了吸波体的反射率频带宽度.仿真分析表明嵌入频率选择表面能够改善吸波体的阻抗匹配性,进而影响其反射率.     

一种基于超材料的吸波材料的设计与制备

设计了一种基于超材料的吸波材料,吸波材料由周期性排列的电阻片,基体以及金属背底构成. 采用时域有限差分法(FDTD)计算了吸波材料的反射率,并用遗传算法优化了吸波材料的吸波带宽,得到一种反射率在8-18 GHz小于-10 dB的吸波材料,材料厚度仅为3 mm. 采用手糊工艺制备了空心石英纤维增强环氧树脂基体,丝网印刷制备了电阻片,实现了所设计的吸波材料,测试表明,实验结果和设计结果一致. 关键词： 雷达吸波材料 超材料 频率选择表面 遗传算法     

基于电磁谐振分离的宽带低雷达截面超材料吸波体

基于超材料的电磁谐振特性, 设计、制作了一种极化无关的宽带低雷达散射截面 (radar cross section, RCS)超材料吸波体. 通过场分布和反演法分析了其吸波机理, 利用波导法和空间波法测试了其吸波率和RCS特性. 理论分析表明: 在平面波的作用下, 该吸波体对某一吸波频率在不同的位置分别提供电谐振和磁谐振, 对不同的吸波频率, 利用不同的介质层提供主要的能量损耗, 从而有效减弱了电磁耦合, 保证了宽频带的强吸收特性. 实验结果表明: 设计的三层结构吸波体吸波率达90%以上的带宽是单层结构的4.25倍, RCS减缩10 dB以上的带宽为5.1%, 其单元尺寸为0.17λ, 厚度仅为0.015λ. 该吸波体的低RCS特性还具有极化无关、宽入射角的特点, 且通过改变吸波体的夹层结构可以实现工作带宽的灵活调节. 关键词： 超材料吸波体 雷达散射截面 宽带 电磁谐振     

Design, fabrication, and characterization of lightweight and broadband microwave absorbing structure reinforced by two dimensional composite lattice

Microwave absorbing structures (MASs) reinforced by two dimensional (2D) composite lattice elements have been designed and fabricated. The density of these MASs is lower than 0.5?g/cm³. Experimental measurements show that the sandwich structure with glass fiber reinforced composite (GFRC) lattice core can serve as a broadband MAS with its reflectivity below ?10?dB over the frequency range of 4?C18?GHz. The low permittivity GFRC is indicated to be the proper material for both the structural element of the core and the transparent face sheet. Calculations by the periodic moment method (PMM) demonstrate that the 2D Kagome lattice performs better for microwave absorbing than the square one at relatively low frequencies. The volume fraction and cell size of the structural element are also revealed to be key factors for microwave absorbing performance.     

一种基于3D打印技术的结构型宽频吸波超材料

设计了一种三层宽频吸波超材料,其表层和中间层为单元尺寸不同的周期阵列结构,底层为吸波平板结构,优化后的总厚度仅为4.7 mm,并采用三维(3D)打印技术成功制备了该吸波超材料.吸波体反射率测试结果表明,在电磁波垂直入射条件下,宽频吸收峰分别出现在5.3和14.1 GHz,两峰叠加使得其在4-18 GHz频率范围内反射损耗均小于-10 dB.采用S参数反演法计算了每一层的等效电磁参数,并利用多层结构反射率公式推导得出该模型的理论反射率,理论计算结果与实测结果基本一致.通过研究能量损耗、电场分布和磁场分布揭示了吸波机理,分析表明该吸波体的宽频吸收效果源于三层结构产生的吸收带宽叠加.本文提出的吸波超材料具有良好的宽频吸收效果,尤其在低频范围吸波性能较佳,结合3D打印快速成型技术,可获得结构精细的三层吸波超材料,具有重要的实际应用价值和广阔的应用前景.     

磁性Salisbury屏的高频响应

研究了利用磁性薄膜构造Salisbury屏的可能性及其在微波频段的反射率频率特性.结果表明，利用铁磁性材料在铁磁共振频率附近磁化率具有χ″>χ′的特性，可以构造出对电磁波有良好吸收性能的磁性Salisbury屏.通过对铁磁材料高频磁谱物理机理的分析后指出，具有弛豫型共振磁谱的铁磁材料可以构造出薄膜型Salisbury屏，其厚度为微米甚至亚微米量级.反射率的频率特性与磁性材料的特征阻抗z-r有关，它取决于铁磁共振频率和静态磁化率.反射率的频率响应显示磁性薄膜Salisbury屏具有较宽的吸收带宽. 关键词： 磁性Salisbury屏 反射率 频带响应 磁性薄膜     

A radar-infrared compatible broadband absorbing surface:Design and analysis

A radar-infrared compatible stealth surface is designed and analyzed. Without modifying the radar absorbing material(RAM), the design can theoretically achieve radar-infrared compatibility and broadband radar absorption through surface patterns and structures. A transmission-line-based model(TLM) is developed to analyze the radar absorbing performance of the surface. Optimization of the structure geometries is conducted aiming to maximize the-10 d B absorption bandwidth in 2–18 GHz. Surface with optimized structure geometries exhibits a superior absorption bandwidth, more than twice the bandwidth of the original 1.5 mm RAM slab, while maintaining a relatively low infrared emissivity.     

圆环单元FSS对吸波材料特性的影响研究

设计了圆环单元频率选择表面(FSS),利用谱域法对包含有圆环单元FSS的吸波材料进行了仿真研究.结果发现圆环单元FSS极大拓展了吸波材料带宽,降低了共振频率的反射率;并且吸波材料带宽随单元半径增加而增大,共振频率向低频漂移,为FSS在吸波材料中应用提供理论依据. 关键词： 频率选择表面 雷达吸波材料 带宽 谱域法     

Determining factors for high performance silicone rubber microwave absorbing materials

Silicone rubber microwave absorbing materials (RMAMs) based on ferrite as the major absorbent were prepared by the mechanical blending method. The determining factors for the complex permittivity, complex permeability, and reflectivity of RMAM were thoroughly investigated with various samples including different crystal structures of Ba-ferrite (M-type, W-type, and Y-type), the ferrite with doped elements (Ba, Sr), the materials' thickness, the combination ratio of ferrite and carbonyl iron. The effects of surface modification and loading amount of ferrite on the mechanical properties, processing performance, and absorbing property of RMAM were also assessed. The results show that W-type Ba-ferrite based RMAM exhibits better absorbing property at high frequencies (8-18 GHz) than the other two barium ferrites (M-type and Y-type) based ones, and the absorbing property of RMAM based on Sr-ferrite is best. As the thickness of RMAM and the amount of absorbents increase, the absorption peak moves toward low frequency, the absorption frequency bandwidth is narrowed, and the reflectivity first decreases and later increases. The optimum thickness is 1.5-1.7 mm, and the amount of ferrite is 450 parts per hundreds of rubber (phr). Surface modification of the absorbent with silane coupling agent could improve the mechanical properties and processing performance of RMAM. It is concluded that there will be a synergistic effect when carbonyl iron (CI) is used in combination with Sr-ferrite (Sr-W) in an appropriate proportion. When the total volume fraction of absorbents is 51%, the optimum ratio of Cl to Sr-W is 17:34, the absorption frequency bandwidth (<−10 dB) is about 8 GHz, and the absorption area is −99 dB.