蜂窝结构吸波材料的斜入射电磁吸波特性研究

为分析蜂窝结构吸波材料在电磁波斜入射条件下的反射特性,首先基于长波长近似条件下的强扰动理论,得到蜂窝结构吸波材料的等效电磁参数;再利用各向异性分层介质条件下的横向场传播的本征波解,推导出蜂窝结构吸波材料对斜入射电磁波的反射系数公式;进而得到蜂窝结构吸波材料的反射率随入射角的变化关系。反射率的计算结果表明:在特定入射角情况下,对于不同的蜂窝高度,吸收剂存在最优厚度,可使其反射率最小。研究结果对蜂窝结构吸波材料的优化设计具有一定意义。

蜂窝结构吸波材料等效电磁参数和吸波特性研究

根据强扰动理论,在长波长近似条件下推导出蜂窝结构吸波材料等效介电常数和等效磁导率的计算公式.电磁参数计算结果表明,蜂窝结构吸波材料等效介电常数和等效磁导率均小于吸收层的介电常数和磁导率,但等效介电常数的降幅更大,从而使等效介电常数更接近于等效磁导率,这正是吸波材料波阻抗匹配设计所需要的.反射率计算结果表明,不同的蜂窝高度,吸收层对应一最优厚度,使蜂窝结构吸波材料的反射率最低.这些结果对于蜂窝结构吸波材料设计具有一定的意义.

蜂窝结构等效电磁模型的仿真研究

蜂窝结构是多功能吸波材料中广泛应用的结构,但与均匀平板相比,其几何结构复杂,分析设计较为困难。通过分析蜂窝结构的周期性并建立仿真模型,在雷达工作频段(2～18GHz)内,研究了蜂窝结构等效介电常数变化规律并对宽频带内Hashin-Shtrikman(HS)模型和强扰动理论(Strong Fluctuation Theory,SFT)模型的准确性进行了分析。结果表明:蜂窝结构的等效介电常数与入射波频率及其单元尺寸紧密相关,而等效模型并不能完全反映这种变化趋势;各组分材料的电磁参数也会在一定程度上影响等效电磁参数的色散特性和等效模型的准确性;蜂窝结构的横向等效介电常数并非是完全相等的,但两者差异较小;SFT模型则近似于HS下界模型。