聚氨酯锥型吸波材料技术原理

2017-08-25 11:40:54      点击:

在整个301000MHz的频段都要获得小的反射率,则小型宽带吸波材料必须使用锥形模型,它们在高频段是电-厚模型,但在低频段则是电-薄形材料。电波入射到电-薄型吸波材料上时,它们并不在乎吸波材料的实际几何形状是锥型还是楔型。相反,它们的行为就象照射到一固体媒质上,该媒质的有效和随进入媒质的距离而变化。注意这是有效和有效和构成吸波材料的实际和是不同的。

 

  最佳的吸波材料提供了从空气阻抗到吸波材料基座的波阻抗的逐渐过渡。正确的渗碳加载可使大部分入射波穿透锥或楔,并在通过基座时被吸收。更进一步调节渗碳可以使入射波被锥或楔反射的那一部分和从金属板反射后从吸波材料中透出来的那一部分那互相抵消,这种抵消可以获得非常小的反射率。显然只能发生在较窄的频率范围。一般说来渗碳加载对电-厚和电-薄材料的要求是不同的,因此对于工作频率在301000MHz的小型宽带吸波材料(锥或楔型),渗碳加载既要考虑高频时的电-厚,又要考虑低频时的电-薄情况。这是极富于挑战性的。

 

  聚氨酯锥型吸波材料和楔型的替代物。由于瓦的吸波性能和空气比较接近,在空气-瓦片界面反射很小,入射波直接渗入瓦片。又因为瓦片对磁场损耗大,所以渗入波被吸收。如有穿过瓦片的,则被金属板反射,重又回到瓦片,被再次吸收。如还有穿出瓦片回到空气中的,则可以象锥型和楔型吸波材料那样,调节瓦片厚度,在一定的较窄的频率范围内使其与瓦片直接反射到空气中的那一部分相抵消。

 

  锥的反射率已经可以很精确地用数值模型来计算,已采用有限元法、矩量法和有限差分技术。这些技术计算精度高,但太精深,耗时长研究了低频段(即锥或楔型吸波材料的顶点之间的距离小于波长的频段)电磁波的相互作用,提出利用“均质化方法”把横截面为周期性变化的结构,看成是横截面是均匀的介质,从而可以用大家熟知的Riccati方程式的数字解法来求出平面波入射到该介质上的反射率。计算了锥型顶点间距小于1/2波长时的反射率。计算结果和实测很符合。

 

  方程解法等效于计算一个分层区域的综合反射率,但是它需要一个微分方程的数值解法。然而,分层区域的反射率本可以用经典传输线方法得到。

 

  根据“均质化方法”,电波在锥型吸波材料区域中的传播可以看成波在平面分层区域中传播。平面分层垂直于锥的轴向,设为Z。每层由周期性分布的吸波方块组成,如果吸波方块阵的周期小于波长和趋肤效应,于是各层可以被模拟为单轴向异性的材料,材料特性由给出。

 

  吸波材料在斜入射时的反射率劣于正入射,所以暗室越窄长,对吸波材料的反射率要求越高(例,3m法和110m法比较)。

 

  对吸波材料的反射率要求,发射>抗扰度>军标。因为,NSA是与开阔场地的理论值相比较,要求较严。NSA规定4dB的允许值中只有1dB是给暗室场地的。抗扰度对均匀场要求是室内场互相比较要求低一些,军标原本就没有硬性规定,测试距离又是1m,所以要求更低些。