[發明專利]一種磁性吸波貼片縮比模擬復合材料配制方法

在審

• 申請號: 201510817838.4
• 申請日: 2015-11-23
• 公開（公告）號: CN105304248A
• 公開（公告）日: 2016-02-03
• 發明（設計）人: 袁黎明;高偉;戴飛;王曉冰
• 申請（專利權）人: 上海無線電設備研究所
• 主分類號: H01F1/00
• 分類號: H01F1/00;H01F1/12
• 代理公司: 上海信好專利代理事務所(普通合伙) 31249
• 代理人: 張靜潔;賈慧琴

技術領域

本發明屬于目標與環境電磁散射特性研究中的電磁縮比模擬復合材料設計與構造領域，涉及一種電磁縮比模擬復合材料，具體涉及一種磁性吸波貼片縮比模擬復合材料配制方法。

背景技術

雷達散射截面精確測量是雷達探測、目標識別和電子戰技術的重要研究手段，在提升我國武器系統的防御能力以及新型隱身武器系統的研制中發揮著舉足輕重的作用。通常的測量方法主要有全尺寸實測法和電磁縮比測量法。由于外場全尺寸實測法存在著真實目標獲取困難、可控性性差、測試成本極其昂貴等難以克服的障礙。因此，電磁縮比測量法被廣泛應用在目標和環境的雷達散射截面的測量之中。對于電磁縮比測量，為了能夠準確地得到原型目標的雷達散射截面，要求縮比模型與原型目標保持電尺寸比例不變，更重要的是保證它們電磁散射特性相同。因此，電磁縮比材料的研制成為縮比測量技術的關鍵。隨著以隱身飛機為代表的隱身武器系統的出現，電磁吸波材料正受到各個國家越來越多的關注。與電損耗型吸波相比，磁損耗型更能符合隱身材料“薄、輕、寬、強”的發展要求。然而，絕大多數材料在縮比測量的頻率范圍內無法保持磁性能，導致了在測試頻率下難以獲得與原型材料在原型測試頻率下的電磁參數。國防專利“一種非金屬目標電磁散射特性縮比測試方法”(專利號：ZL200710081915.X)、國防專利“一種用于電磁散射特性測試的海水縮比模擬材料制造方法”(專利號：201218005632.90)、國防專利“亞毫米波波段的非金屬材料制備方法及系統”(專利號：201318007995.00)以及國防專利“高介電常數海水縮比模擬復合材料加工方法”(專利號：201318007991.20)都進行了電磁縮比材料配制方法的研究，這些專利中配制的材料都是非磁性材料，只需對介電常數進行設計，使之與原型材料在原型測試頻率處的介電常數相同或接近，這種縮比材料的設計方法不適合磁性材料的縮比設計，而且設計材料配方時采用的公式為一般的等效媒質理論公式，這些公式不適合高濃度混合等效電磁參數的計算，而且填充的顆粒往往是球形顆粒，對各向異性的填充顆粒計算時誤差將更大。

因此，磁性吸波材料的縮比模擬復合材料的研制亟待解決。

發明內容

本發明的目的提供一種磁性吸波材料的縮比模擬復合材料的研制方法，采用混合物等效電磁參數計算方法，能對高濃度各向異性的顆粒混合物進行等效電磁參數進行計算，并在此基礎上進一步提出縮比模擬復合材料斜角反射率優化設計方法，可以有效地解決包括磁性吸波材料在內的縮比模擬復合材料設計與制備難題，從而為推動雷達散射截面縮比測量技術的發展做出貢獻。

為達到上述目的，本發明提供了一種磁性吸波貼片縮比模擬復合材料配制方法，其包含如下步驟：

步驟1，確定模擬復合材料中電磁顆粒與粘結劑的混合比例：在給定厚度范圍內，通過對不同配方的模擬復合材料在縮比頻率處的斜角反射率進行計算，找出與磁性吸波貼片原型材料在原型頻率下的斜角反射率最為接近的模擬復合材料，確定該模擬復合材料的配方，即，其中電磁顆粒的濃度(電磁顆粒與粘結劑的相對比例)和相應的材料厚度；

步驟2，按上述確定的混合比例稱量電磁顆粒與粘結劑；

步驟3，加料、混煉：混煉過程包括包輥、吃粉和翻煉三個階段，在混煉過程，輥速控制在16～18r/min內，速比一般為1:1.1～1:1.2之間，輥溫一般能超過50℃；

步驟4，硫化：在溫度為180℃，壓力為10MPa下模壓硫化5min左右，取出，冷卻至室溫，放置一段時間，得到硫化片；

步驟5，熱處理：將硫化片在溫度為200℃，放置4～6小時，取出冷卻，得到縮比模擬用磁性吸波貼片。

上述的方法，其中，吸波材料的斜角反射率與電磁波的極化方式有關，當電磁波為橫電波時，電磁波的電場分量與電磁波傳播方向和貼片法線方向構成的平面垂直，磁場分量在該平面內，此時斜角反射率可以通過以下公式計算獲得：