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文檔簡介
1、微波吸收材料不論是作為最有效的國防武器裝備隱身材料,還是作為各種民用與軍用靈敏度極高的電子設(shè)備和電子儀器的抗電磁波干擾材料(EMI)都越來越受到重視,國內(nèi)外研究學(xué)者對此一直保持著較高的研究熱情。但無論是國內(nèi)外應(yīng)用多年的炭黑、鐵氧體、金屬微粉、多晶鐵纖維,還是近年來發(fā)展的以納米材料為代表的新型微波吸收劑,仍存在隱身頻帶窄、吸波能力不夠強(qiáng)、涂層較厚、面密度較大以及吸波頻段難以調(diào)控等缺點,因此研制新一代輕、寬、低、強(qiáng)及可調(diào)控的吸波材料成為當(dāng)前
2、研究的熱點。本文提出利用超常材料來增強(qiáng)和調(diào)控常規(guī)微波吸收材料的微波吸收性能。超常材料是自然界不存在的通過人工合成的人造介質(zhì),其具有自然介質(zhì)所不具有的奇異特性,如負(fù)的等效介電常數(shù)和負(fù)的等效磁導(dǎo)率。此外,超常材料的共振頻率可以通過改變它的形狀、結(jié)構(gòu)、尺寸、和排列方式進(jìn)行調(diào)節(jié)。
本文提出三種基于不同結(jié)構(gòu)的超常材料,用以增強(qiáng)和調(diào)控微波吸收材料的微波吸收性能。第一種為基于開口諧振環(huán)(SRRs)和金屬線結(jié)構(gòu)的超常材料,將此種超常材料覆
3、蓋于常規(guī)微波吸收材料羰基鐵粉的表面,通過仿真和實驗結(jié)果表明,利用此種結(jié)構(gòu)可以增強(qiáng)微波吸收材料的反射損耗,同時可使微波吸收頻段向低頻方向移動。當(dāng)電磁波垂直極化且電場方向平行金屬導(dǎo)線時,吸收峰位由6GHz移至4.8GHz附近,低于-10dB的頻段也由原來的5~7GHz移至4.2~6.2GHz。當(dāng)電磁波平行極化時,分別在4.8GHz和7GHz附近出現(xiàn)2個吸收峰,反射損耗低于-10dB的頻段范圍為4~9GHz,帶寬達(dá)到5GHz。仿真結(jié)果表明SR
4、Rs結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的磁共振和金屬線產(chǎn)生的電共振是增強(qiáng)和調(diào)控微波吸收的主要因素。
第二種為基于金屬短桿對結(jié)構(gòu)的超常材料,將此種超常材料嵌入到常規(guī)微波吸收材料羰基鐵粉涂層之中,類似于三明治的方式,通過仿真和實驗結(jié)果表明,相比基于SRRs結(jié)構(gòu)的超常材料而言,此種結(jié)構(gòu)可以更顯著地增強(qiáng)吸收,反射損耗低于-10dB的頻段由原來的5~7.4GHz移至3.9~9.4GHz。此外,微波吸收性能可以通過改變短桿的尺寸、排列方式以及層數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)。
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