一种基于介电常数基因组的吸波材料设计方法技术

本发明专利技术公开了一种基于介电常数基因组的吸波材料设计方法，属于吸波材料技术领域，所述方法包括以下步骤：建立介电常数基因组，并根据所述介电常数基因组总结概括各参数对吸波性能的一般影响规律；根据所述一般影响规律及所述介电常数基因组，指导设计目标吸波材料；设计所述目标吸波材料时，首先确定目标吸波材料的类型，所述类型包括高效吸波材料、宽频吸波材料、低频吸波材料、超薄吸波材料；然后针对各类型，利用所述介电常数基因组进行设计。本发明专利技术能够以系统化的吸波材料设计原理对吸波材料进行设计，更快速、高效地设计获得目标吸波材料。标吸波材料。标吸波材料。

【技术实现步骤摘要】
一种基于介电常数基因组的吸波材料设计方法


[0001]本专利技术涉及吸波材料
，特别涉及一种基于介电常数基因组的吸波材料设计方法。

技术介绍

[0002]日益严重的电磁干扰及电磁辐射问题使吸波材料得到了广泛的关注。吸波材料是指能吸收或者大幅减弱其表面接收到的电磁波能量，从而减少电磁波的干扰的一类材料。吸波材料的吸波性能与其电磁参数相关，现有的吸波材料研发过程中，主要采用同轴法、波导法及自由空间法等方式对材料的电磁参数进行测定，随后根据传输线公式确定其吸波性能。然而，传输线模型中复杂的函数关系迫使研究者需通过大量的实验确定参数，机械性地代入公式重复计算，极大地限制了吸波材料设计研发的速度。

技术实现思路

[0003]针对上述问题，本专利技术旨在提供一种基于介电常数基因组的吸波材料设计方法，利用介电常数基因组简单、快速地确定吸波材料的介电常数，从而指导设计获得高效宽带吸收的吸波材料。
[0004]本专利技术的技术方案如下：一种基于介电常数基因组的吸波材料设计方法，包括以下步骤：建立介电常数基因组，并根据所述介电常数基因组总结概括各参数对吸波性能的一般影响规律；根据所述一般影响规律及所述介电常数基因组，指导设计目标吸波材料；设计所述目标吸波材料时，首先确定目标吸波材料的类型，所述类型包括高效吸波材料、宽频吸波材料、低频吸波材料、超薄吸波材料；然后针对各类型，利用所述介电常数基因组进行设计；具体的：设计高效吸波材料时：首先利用所述介电常数基因组获得理想吸收的介电常数
‑
频率曲线，将不同厚度对应的曲线组成参考簇；判断设计吸波材料与所述参考簇是否存在交点，若存在交点，则判断所述交点的位置；根据判断结果，判断设计材料存在理想吸收峰的位置；根据理想吸收峰的位置判断结果对吸波材料的介电常数进行调节，直至吸波材料存在理想吸收峰的位置能够实现高效吸收；设计宽频吸波材料时：首先判断吸波材料在何种厚度下可实现高效吸收，随后通过所述介电常数基因组确定该厚度下有效吸收对应的介电常数范围；判断设计吸波材料与所述介电常数范围是否存在交点，若存在交点，则判断所述交点的位置；根据判断结果，判断设计材料的有效吸收带宽；根据有效吸收带宽对吸波材料的极化特性进行调节，直至吸波材料的有效吸收带宽能够实现宽频吸收；设计低频吸波材料时：通过增大厚度使吸收峰往低频方向移动，通过降低厚度使吸波材料在高频处得到更好的吸波性能，通过增大介电常数实现低频吸波材料的设计；
设计超薄吸波材料时：通过增大厚度使吸收峰往低频方向移动，通过降低厚度使吸波材料在高频处得到更好的吸波性能，通过增大介电常数实现超薄吸波材料的设计。
[0005]作为优选，所述介电常数基因组为：ε
i
'=k1·
(f
·
d)
‑2+l1·
f
‑2+m1·
d
‑2+n1ε
i
''=k2·
(f
·
d)
‑1+l2·
f
‑1+m2·
d
‑1+n2ε
max
'=k3·
(f
·
d)
‑2+l3·
f
‑2+m3·
d
‑2+n3ε
min
'=k4·
(f
·
d)
‑2+l4·
f
‑2+m4·
d
‑2+n4ε
max
''=k5·
(f
·
d)
‑1+l5·
f
‑1+m5·
d
‑1+n5ε
min
''=k6·
(f
·
d)
‑1+l6·
f
‑1+m6·
d
‑1+n6式中：ε
i
'和ε
i
''分别为理想吸收的介电常数实部与虚部解；ε
max
'、ε
min
'、ε
max
''、ε
min
''分别为有效吸收的介电常数实部与虚部的上下边界解；k1‑
k6、l1‑
l6、m1‑
m6、n1‑
n6均为介电常数基因组的待定系数；f为频率；d为吸波材料的厚度。
[0006]作为优选，各参数对吸波性能的一般影响规律包括：厚度影响吸收峰的位置，不影响吸收峰强度；随着厚度的增大，吸收峰向低频方向移动，同时吸收峰强度保持不变；当介电常数值固定时，不同厚度的吸收峰位置对应的频率与厚度的乘积值恒定；频率影响吸收峰的位置，不影响吸收峰强度；随着频率的增大，吸收峰向薄厚度方向移动，同时吸收峰强度保持不变，与参数厚度具有一般等效性；不同频率的吸收峰位置对应的频率与厚度的乘积值恒定；介电常数实部既影响吸收峰的位置，也影响吸收峰的强度；随着介电常数实部的增大，吸收峰向低频方向压缩，同时吸收峰强度呈现先增后减的趋势且存在峰值；介电常数虚部影响吸收峰的强度，不影响吸收峰位置；随着介电常数虚部的增大，吸收峰强度先增大后减小且存在峰值。
[0007]作为优选，设计高效吸波材料，对吸波材料的介电常数进行调节时，通过引入不同导电组份、退火、杂化中的任意一种或多种方式进行调节。
[0008]作为优选，设计宽频吸波材料，对吸波材料的极化特性进行调节时，通过引入缺陷、赋予手性结构、构筑异质界面中的任意一种或多种方式进行调节。
[0009]本专利技术的有益效果是：本专利技术能够利用介电常数基因组总结概括各参数对吸波性能的一般影响规律，并根据该规律以系统化的吸波材料设计原理对吸波材料进行设计，设计过程中，可通过所述介电常数基因组简单、快速地确定吸波材料的介电常数，加快吸波材料的调整，从而更加快速地指导设计获得高效宽带吸收的吸波材料。
附图说明
[0010]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0011]图1为一个具体实施例不同频率f对应的RL曲线图；
ε
max
''=k5·
(f
·
d)
‑1+l5·
f
‑1+m5·
d
‑1+n5ε
min
''=k6·
(f
·
d)
‑1+l6·
f
‑1+m6·
d
‑1+n6式中：ε
i
'和ε
i
''分别为理想吸收的介电常数实部与虚部解；ε
max
'、ε
min
'、ε
max
''、ε
min
''分别为有效吸收的介电常数实部本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于介电常数基因组的吸波材料设计方法，其特征在于，包括以下步骤：建立介电常数基因组，并根据所述介电常数基因组总结概括各参数对吸波性能的一般影响规律；根据所述一般影响规律及所述介电常数基因组，指导设计目标吸波材料；设计所述目标吸波材料时，首先确定目标吸波材料的类型，所述类型包括高效吸波材料、宽频吸波材料、低频吸波材料、超薄吸波材料；然后针对各类型，利用所述介电常数基因组进行设计；具体的：设计高效吸波材料时：首先利用所述介电常数基因组获得理想吸收的介电常数
‑
频率曲线，将不同厚度对应的曲线组成参考簇；判断设计吸波材料与所述参考簇是否存在交点，若存在交点，则判断所述交点的位置；根据判断结果，判断设计材料存在理想吸收峰的位置；根据理想吸收峰的位置判断结果对吸波材料的介电常数进行调节，直至吸波材料存在理想吸收峰的位置能够实现高效吸收；设计宽频吸波材料时：首先判断吸波材料在何种厚度下可实现高效吸收，随后通过所述介电常数基因组确定该厚度下有效吸收对应的介电常数范围；判断设计吸波材料与所述介电常数范围是否存在交点，若存在交点，则判断所述交点的位置；根据判断结果，判断设计材料的有效吸收带宽；根据有效吸收带宽对吸波材料的极化特性进行调节，直至吸波材料的有效吸收带宽能够实现宽频吸收；设计低频吸波材料时：通过增大厚度使吸收峰往低频方向移动，通过降低厚度使吸波材料在高频处得到更好的吸波性能，通过增大介电常数实现低频吸波材料的设计；设计超薄吸波材料时：通过增大厚度使吸收峰往低频方向移动，通过降低厚度使吸波材料在高频处得到更好的吸波性能，通过增大介电常数实现超薄吸波材料的设计。2.根据权利要求1所述的基于介电常数基因组的吸波材料设计方法，其特征在于，所述介电常数基因组为：ε
i
'=k1·
(f
·
d)
‑2+l1·
f
‑2+m1·
d
‑2+n1ε
i
''=k2·
(f
·
d)
‑1+l2·
f
‑1+m2·
d
‑1+n2ε
max
'=k3·
(f
·
d)
‑2+l3·
f
‑2+m3·
d
‑2+n3ε
min
'=k4·
...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟凡彬，李金哲，杜佳妮，张润华，唐婧缘，邓文婷，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：