一种基于等效电路模型的超宽带复合吸波体及其设计方法技术

本发明专利技术提供一种基于等效电路模型的超宽带复合吸波体及其设计方法，属于电磁吸波材料技术领域，超宽带复合吸波体由多个平面周期排布的结构单元构成，结构单元包括自下而上的金属底板、底层吸波介质层和n层复合结构，复合结构包括自下而上的中间介质层、介质基板和电阻膜方环，其中，中间介质层的材料为纯芳纶纸蜂窝，底层吸波介质层的材料为芳纶纸吸波蜂窝，兼具较轻重量和较强的耐冲击性能。本发明专利技术结合吸收型吸波材料与干涉型吸波材料的特点，在固定厚度下最大程度拓宽吸波材料的吸收带宽，并采用等效电路模型和传输线理论对超宽带复合吸波体进行优化，提取电阻膜方环的等效电阻时考虑电流在方环分布不均匀的特性，使提取的表面阻抗更精确。面阻抗更精确。面阻抗更精确。

【技术实现步骤摘要】
一种基于等效电路模型的超宽带复合吸波体及其设计方法


[0001]本专利技术属于电磁吸波材料
，具体涉及一种基于等效电路模型的超宽带复合吸波体及其设计方法。

技术介绍

[0002]随着雷达探测技术的不断发展，低频雷达已广泛投入使用。面对低频雷达的密集探测威胁，低频超宽带吸波材料的需求日益迫切，而传统吸波材料主要工作在2～18GHz，无法满足低频隐身需求。
[0003]根据吸波机理的不同，吸波材料分为吸收型和干涉型。吸收型吸波材料依靠自身的电损耗或磁损耗吸收入射的电磁波能量，通过增大材料厚度或者引入磁性材料可以产生一定的低频吸收效果，但厚度和重量的增大会明显降低吸波材料的实用性。干涉型吸波材料利用干涉相消原理实现吸波效果，如Salisbury(索尔兹伯里)屏、Jaumann(胶曼)吸波体和电路模拟吸波体。该类基于周期结构的吸波材料通过增加层数和调整单元的结构参数，能够在较薄厚度下于特定频段内实现宽频吸波效果。复合吸波体同时利用了以上两种电磁波损耗机制，有望实现超宽带吸波效果。
[0004]复合吸波体的传统设计方法是先根据给定频本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于等效电路模型的超宽带复合吸波体，其特征在于，由多个平面周期排布的结构单元构成，所述结构单元包括自下而上的金属底板、底层吸波介质层和n层复合结构，所述复合结构包括自下而上的中间介质层、介质基板和电阻膜方环；其中，n≥1。2.根据权利要求1所述基于等效电路模型的超宽带复合吸波体，其特征在于，所述中间介质层的材料为纯芳纶纸蜂窝，介电常数ε
a
为1～1.5；所述底层吸波介质层的材料为芳纶纸吸波蜂窝。3.根据权利要求1所述基于等效电路模型的超宽带复合吸波体，其特征在于，第k,k＝1,...,n层复合结构中中间介质层的厚度h
k
,k＝1,...,n为10～30mm。4.根据权利要求1所述基于等效电路模型的超宽带复合吸波体，其特征在于，所述底层吸波介质层的厚度h
m
为10～20mm。5.根据权利要求1所述基于等效电路模型的超宽带复合吸波体，其特征在于，所述电阻膜方环为环形ITO导电薄膜。6.根据权利要求1所述基于等效电路模型的超宽带复合吸波体，其特征在于，第k,k＝1,...,n层复合结构中电阻膜方环的周期P
k
,k＝1,...,n为10～50mm，环宽s
k
,k＝1,...,n为0.5～5mm，相邻电阻膜方环的环间间隙g
k
,k＝1,...,n为0.1～1mm，电阻膜方环厚度为10～200nm。7.根据权利要求1所述基于等效电路模型的超宽带复合吸波体，其特征在于，所述介质基板为PET介质基板，厚度t为0.1～0.5mm，介电常数ε
s
＝3
‑
0.18j。8.权利要求1～7任一所述基于等效电路模型的超宽带复合吸波体的设计方法，其特征在于，具体包括：先根据各层复合结构中电阻膜方环的结构尺寸参数，提取对应等效电路参数，推导得到各层复合结构中电阻膜方环的表面阻抗；再基于等效电路模型和传输线理论，提取超宽带复合吸波体的反射率解析表达式；最后采用遗传优化算法对超宽带复合吸波体的整体结构进行优化，获得吸波性能最优的超宽带复合吸波体。9.根据权利要求8所述设计方法，其特征在于，推导得到各层复合结构中电阻膜方环的表面阻抗的过程具体包括：根据第k,k＝1,...,n层复合结构中电阻膜方环的结构尺寸参数，计算第k,k＝1,...,n层复合结构中电阻膜方环的等效电阻R
k
,k＝1,...,n：相邻电阻膜方环之间因耦合效应而产生的...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩天成，谢子炫，邱日全，梁迪飞，邓龙江，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：