基于EBG吸波材料的波导缝隙天线设计北大核心

为了改善波导缝隙天线的散射性能,设计了一种电磁带隙（electromagnetic band gap,EBG）结构的吸波材料,从导纳圆图、表面电流和电场分布等方面分析了其吸波机理。其厚度为0．3mm,吸波率达到99．9％,将其加载于波导缝隙辐射金属基板上,得到了低雷达散射截面的波导缝隙天线。仿真结果表明：加载后的天线回波损耗和增益基本不变,在5．48～5．75GHz工作频带内,法向RCS减缩都在3dB以上,最大减缩达到15．8dB,单站RCS在-18°～18°角域减缩超过3dB。证实了该吸波结构有良好的吸波效果,可以用于波导缝隙天线带内隐身。     

利用超材料减缩微带阵列天线RCS

为了减缩微带阵列天线的带内雷达散射截面,设计了一种EBG结构的吸波超材料,从导纳圆图分析了其吸波机理。其厚度为0.3 mm,吸波率达到99.9%,将其加载于微带阵列天线贴片周围。仿真结果表明:阵列天线各个阵元的回波损耗和天线增益基本保持不变,在5.44~5.85GHz间法向RCS减缩达到3 d B,最大减缩达到16.1 d B。单站RCS在-40°~+40°角域、双站RCS在-90°~+90°角域得到了减缩,证实了该吸波结构有良好的吸波效果,可以用于微带阵列天线带内隐身。     

新型的低RCS圆极化微带天线设计

针对圆极化微带天线的宽频带雷达散射截面(RCS)减缩问题,提出了一种新颖的超材料覆盖层结构,该结构同时具有部分反射特性和宽频带的极化旋转特性,可以在提高天线增益的同时实现RCS的宽频带减缩。仿真结果表明:与普通的圆极化微带天线相比,加载了超材料结构的天线,其增益在中心频率处提高了1.4 dB;同时,在9.7~21 GHz频带范围内,加载超材料的圆极化微带天线具有更低的RCS电平,整个频段内,平均减缩幅度达9.06 dB(X极化)和9.21 dB(Y极化)。仿真结果验证了设计的正确性,表明该方法可以有效的实现圆极化微带天线的宽频带RCS减缩,对圆极化微带天线的隐身技术有重要的借鉴作用。     

X波段双极化Van Atta微带天线阵研究

利用双端口双极化微带天线阵元设计了一种中心频率在9.5 GHz的四元Van Atta平面阵,双端口双极化微带天线阵元采用双层介质口径耦合馈电技术。利用高频电磁仿真软件HFSS对阵元及阵列模型进行仿真分析,结果表明:以来波方向-35°,-5°,15°为例,所设计的Van Atta阵双站RCS在-35°,-6°,13°方向达到最大,阵列反向性良好;单站RCS值在-40°~40°来波角度范围内变化小于3 d B,且在前向半空间均大于均匀阵的RCS值,并克服了均匀阵的零陷限制。     

集总电阻加载的超薄吸波材料设计

通过在周期结构中加载集总电阻,能够有效吸收入射电磁波,减小目标RCS.给出了两种超薄吸波结构,都具有厚度薄、重量轻的特点.分析了两种吸波材料的吸波机理,给出了表面反射系数的计算公式.实际加工了两种吸波材料,并对其吸波性能进行了分析.     

采用遗传算法对Jaumann吸波结构材料优化设计

以频率带宽为优化目标函数,采用遗传算法针对3层Jaumann吸波结构材料进行优化设计。分析了不同介电常数,不同隔离层层数,不同隔离层厚度以及不同电阻参数对吸波材料反射率的影响;在吸波结构材料反射率T-15 d B条件下,获得了较宽的频率带宽,并得到了该频率带宽内相应介电常数,隔离层厚度和电阻的优化参数。     

采用遗传算法对Jaumann吸波结构材料优化设计北大核心

以频率带宽为优化目标函数,采用遗传算法针对3层Jaumann吸波结构材料进行优化设计。分析了不同介电常数,不同隔离层层数,不同隔离层厚度以及不同电阻参数对吸波材料反射率的影响;在吸波结构材料反射率T<-15 d B条件下,获得了较宽的频率带宽,并得到了该频率带宽内相应介电常数,隔离层厚度和电阻的优化参数。     

低RCS EBG波导缝隙阵列天线

将Mushroom电磁带隙结构(Electromagnetic Band Gap,EBG)的表面波带隙和同相反射特性同时用于波导缝隙阵列天线的设计,利用EBG的带隙特性抑制天线阵中的表面波,以改善天线的辐射性能;利用EBG的同相反射特性实现天线雷达散射截面(Radar Cross Section,RCS)的减缩,天线综合性能得到较大提升。制作了EBG波导缝隙天线阵样品,并对天线阵的阵元互耦、辐射方向图及天线阵RCS等指标进行了测试,结果与理论预期相吻合,有效地降低了阵元间互耦及天线阵RCS。     

跨谱域低可探测的电磁超构表面天线

针对低可探测飞行器平台对天线的新需求,提出并设计了微波与红外跨谱域低可探测的电磁超构表面天线.将电磁超构表面设计思想融入天线设计中,在正常辐射下,使其具有电磁超构表面的吸波特性.该设计不用额外加载电磁超构表面,仅利用天线自身结构就能减缩其雷达散射截面.在此基础上,为了实现天线红外低可探测,设计了微波频段透波、红外频段低...     

粒子群优化算法对吸波结构材料优化研究

采用粒子群优化(particle swarm optimization,PSO)算法对3层Jaumann吸波结构隐身材料进行优化设计,重点以2～18 GHz范围内的材料反射率T -15 d B频率带宽为优化目标。比较了粒子群优化算法和遗传算法在反射率T -10 dB和T -20 dB条件下的频率带宽,发现粒子群优化算法具有较好的频率带宽,并得到了相应的介电常数,隔离层厚度及电阻抗的值。在反射率T -15 dB条件下,粒子群优化算法得到的反射率总和比遗传算法少约2 dB。结果表明,采用粒子群优化算法对三层Jaumann吸波结构材料反射率频宽具有较好的优化效果。     

新型背腔式对数周期缝隙天线阵列设计

介绍了一种新型背腔式对数周期缝隙天线单元,对其各参数特性进行了分析,并采用这种新型天线单元设计了9×7天线阵列。通过HFSS13进行天线阵列的设计。仿真结果表明,该天线阵列在1.5 GHz~6 GHz的工作带宽内,驻波比小于3,回波损耗小于-10 d B,天线阵列最大增益为29.6 d Bi,在整个工作带宽内,增益均大于20 d Bi。具有良好的定向辐射能力,可用于UWB雷达、探测等领域。     

羰基铁粉/纳米铁粉复合吸波涂层的频散特性

针对单一吸收剂吸波涂层频散特性较差的问题,运用同轴样法制备羰基铁粉与纳米铁粉不同配比的石蜡同轴样品,测试了样品的电磁参数,研究了样品的介电常数与磁导率频谱规律,得出二者以适当配比复合后,复合吸波材料的频散特性较好。以环氧树脂-聚酰胺固化剂体系为基,按羰基铁粉和纳米铁粉的质量分数均为30%制备厚度为1.2 mm的单层吸波涂层材料,用弓形法测试其在8~18 GHz频段的反射损耗,得到最小反射值达到-19.6 dB,小于-10 dB的带宽达到5.2 GHz。     

双六边形环电路模拟吸波材料及其等效电路模型

提出以双六边形环为单元结构的电路模拟吸波材料。根据单元的双频特性建立等效电路模型,根据六边形环周期分布规律提出等效周期概念,给出等效分布电参数的计算方法。利用该模型对双六边形环电路模拟吸波材料的结构进行参数分析,并与HFSS全波分析结果进行对比,验证该方法的准确性。加工样品和实测,结果发现所设计吸波材料在1.9~8.9 GHz频段内对正入射波具有良好的吸波特性,实测结果与等效电路模型仿真结果吻合较好,进一步验证了该方法的有效性。     

非磁化等离子体与电磁波的作用

为了将等离子体RCS减缩技术应用于飞行器上,首先从微观角度分析等离子体与电磁波的作用;然后通过计算机仿真技术,分析了等离子体对电磁波的吸收、反射性能;最后探讨了几种解决等离子体电磁兼容问题的方法。结果表明等离子体对电磁波有一定的吸收效果,并可通过控制覆盖在飞行器表面等离子体的形状改变飞行器的电磁外形。等离子体RCS减缩技术具有潜在的工程应用价值。     

GO/AP法角反射器可变RCS模拟技术北大核心

根据几何光学/区域投影(GO/AP)法对三面角反射器雷达散射面积(RCS)进行分析,得出旋转角反射器部分侧面实现可变RCS模拟的结论,在此基础上设计了角反射器可变RCS装置,并利用FEKO电磁仿真软件验证了角反射器可变RCS技术。该技术采用小角度(5°~15°)、逆向旋转方式可实现-5~20 dBm^2空中目标的雷达辐射模拟,且尺寸较小、控制装置简单,可用于靶机模拟各类不同空中目标,提升靶机的功能覆盖。     

GO/AP法角反射器可变RCS模拟技术

根据几何光学/区域投影(GO/AP)法对三面角反射器雷达散射面积(RCS)进行分析,得出旋转角反射器部分侧面实现可变RCS模拟的结论,在此基础上设计了角反射器可变RCS装置,并利用FEKO电磁仿真软件验证了角反射器可变RCS技术。该技术采用小角度(5°~15°)、逆向旋转方式可实现-5~20 dBm~2空中目标的雷达辐射模拟,且尺寸较小、控制装置简单,可用于靶机模拟各类不同空中目标,提升靶机的功能覆盖。     

加载龙伯透镜反射器的靶标RCS改型设计与仿真

针对武器装备试验、训练构建实战化空情模拟条件的要求,提出利用小型靶标加载龙伯透镜反射器模拟空袭武器雷达散射截面(Radar Cross Section,RCS)的方法。基于FEKO电磁仿真软件,分析了龙伯透镜反射器(Luneburg-Lens Reflectors)散射机理和散射特性影响因素,对不同形状、尺寸和位置反射板的龙伯透镜反射器RCS特性进行了数值仿真,总结了反射板对反射器RCS的影响规律,重点基于反射器对靶标RCS起伏特性进行了改型设计,对靶标加载单个和两个龙伯透镜反射器进行了联合仿真计算和分析。结果表明,利用靶标加载龙伯透镜反射器可以实现RCS改型的目的。     

隐身榴弹表面吸波材料的抗压强度分析

在火炮发射隐身榴弹过程中,由于隐身榴弹的静不平衡、动不平衡,造成隐身榴弹在膛内运动过程中碰撞膛线,其表面涂敷的吸波材料将承受较大的接触力.发射过程中应保证不损伤吸波材料表面,确保吸波材料具有良好的吸波性能、不增加隐身榴弹的雷达散射截面.从理论上计算了隐身榴弹与膛线之间的接触力,为研制隐身榴弹用的抗压吸波材料提供了设计指标.     

新的箔条云全空域极化散射模型及仿真分析

箔条云散射截面(RCS)的大小决定着无源干扰对抗效果,而非球面均匀分布箔条云在诸如极化、视角等不同入射、散射条件下的RCS差别很大。为此,建立了双基地箔条云极化散射模型,提出了基于经典定义的新的RCS计算方法,数值计算了水平正态分布箔条云全空域经典RCS、功率匹配因子和等效RCS的统计均值。仿真结果显示,箔条云双基地RCS在非对称波通道、不同极通道下的统计均值波动较大,并且在特殊波通道和极通道下的统计均值与文献吻合。结论可为箔条云双基地对抗策略制定提供理论指导。     

基于不同形貌硫化钴材料的吸波性能研究

为了进一步探究硫化钴(CoS)材料在吸波领域的发展潜力,为后续制备CoS基多元复合材料提供参考,采用溶剂热法分别制备了球状、纳米颗粒状、花状3种不同形貌的CoS材料,并对3种CoS材料的微观形貌、物相结构和吸波性能进行表征分析。结果表明：相较于纳米颗粒状和花状,球状CoS具有更为复杂的3D多孔结构且呈现出良好的阻抗匹配,更利于实现对入射电磁波的多重散射消耗,在填料量同为40wt%时,球状CoS的最小反射损耗为-44.59 dB,有效吸波带宽最大可达3.6 GHz,对应匹配厚度为1.5 mm。3种不同形貌的CoS材料吸波性能的研究为后续制备新型高效的CoS基多元复合吸波材料提供了良好的参考价值。