[發明專利]一種透波型復合材料縮比設計方法

有效

• 申請號: 201711192672.7
• 申請日: 2017-11-24
• 公開（公告）號: CN108090251B
• 公開（公告）日: 2021-01-19
• 發明（設計）人: 袁黎明;許勇剛;顧丹丹;戴飛;張元
• 申請（專利權）人: 上海無線電設備研究所
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20
• 代理公司: 上海信好專利代理事務所(普通合伙) 31249
• 代理人: 朱成之

本發明公開了一種透波型復合材料縮比設計方法，包含以下過程：通過優化縮比模擬材料的層數、各層的厚度以及各層材料的配方，使得電磁波以各個角度入射時縮比模擬材料的傳輸系數和反射系數皆能與理論縮比材料吻合，進而滿足電磁散射特性縮比測量的要求。本發明具有突破縮比理論對縮比材料電磁參數和幾何參數的嚴格限制，從而為推動縮比測試技術的發展作出貢獻的優點。

技術領域

本發明涉及目標電磁散射特性縮比測量技術領域，特別涉及一種透波型復合材料縮比設計方法。

背景技術

縮比測試技術由于具有測試成本低、可控性強、穩定度高等優點，已成為獲取目標電磁散射特性的重要手段。在縮比測量中，測試目標的縮比模型高精度構造是關鍵。復合材料具有質量輕、強度高等優勢，并且電磁特性可調節，在目標中的使用比重越來越大。然而，復合材料往往具有復雜的電磁特性，工程上難以在縮比頻率構造出與全尺寸復合材料電磁特性相同的模擬材料。因此，亟待研究出一種模擬縮比材料近似設計方法，從而解決復合材料縮比構造難題，實現高精度縮比模型的構造。

目標電磁散射特性高頻近似計算方法表明，當目標表面反射系數相同時得到的散射場相同。因此，現有研究針對只有反射特性的復合材料提出了一種基于材料反射率的模擬縮比材料近似設計方法，有效地解決了這類復合材料縮比構造的困難。中國發明專利“一種磁性吸波貼片縮比模擬復合材料配制方法”(專利號：ZL201510817838.4)針對磁性吸波貼片通過反射率的優化設計獲取縮比模擬復合材料的配方，實現磁性吸波貼片模擬復合材料構造。中國發明專利“基于電磁參數優化設計的縮比復合材料配制方法”(公開號：CN105224762A)根據寬角反射特性一致進行電磁參數優化設計，實現了隱身材料模擬縮比材料構造。中國發明專利“一種寬頻縮比模擬復合材料配制方法”(公開號：CN106158198A)針對磁性吸波貼片通過多層材料反射率的優化設計獲取寬頻范圍內縮比模擬復合材料的配方，實現磁性吸波貼片寬頻縮比模擬復合材料構造。這些發明主要以背面帶有金屬襯底的復合材料為研究對象，設計過程中不考慮材料的透波特性。1992第12期《電子學報》期刊中公開文獻“有耗目標電磁散射縮比測量的相似律研究”通過對金屬板或球與介質板或球電磁電磁散射特性分析，針對有耗目標縮比模型提出了三個相似法則，它們除了可用于均勻、各向同性介質構成的散射體外，還可用于非均勻、各向異性介質的散射體，以及用這些介質涂敷的金屬散射體，在這三個相似法則中，都是通過介質的反射系數修正縮比模型RCS與全尺寸模型RCS之間的關系，應用的目標對電磁波不具有透射特性。2009第30期《制導與引信》期刊中公開文獻“水泥地面電磁縮比測試技術研究”針對介電型的水泥地面，通過介電常數設計得到與全尺寸水泥地面介電常數接近的模擬材料，并利用設計出的模擬材料制作了水泥地面縮比樣本，對其電磁反射特性測試后初步驗證配制出的模擬材料滿足縮比測量要求，然而研究的水泥地面依舊不考慮其透波特性。

當電磁波照射到目標上透波型復合材料部分時，透射的電磁波經過多次反射后再次透過復合材料，因此，目標的電磁散射特性不僅與復合材料的反射特性有關，而且與復合材料的透射特性密切相關。

發明內容

本發明的目的針對透波型復合材料提出一種模擬縮比材料設計方法，根據透波型復合材料的傳輸系數以及反射系數進行縮比材料參數設計，優化出工程上能夠實現的電磁參數和幾何參數，實現突破縮比理論對縮比材料電磁參數和幾何參數的嚴格限制，從而為推動縮比測試技術的發展作出貢獻的目的。

為了實現以上目的，本發明通過以下技術方案實現：

一種透波型復合材料縮比設計方法，包含以下過程：采用平面電磁波以多個角度對理論縮比材料進行照射，計算所述理論縮比材料在各個角度下的傳輸系數和反射系數；所述理論縮比材料的層數與厚度。

通過隨機函數建立包含模擬縮比材料的層數、模擬縮比材料中各層的厚度以及各層材料所采用電磁參數的所述模擬縮比材料的電磁參數庫。