[發明專利]一種基于縮比理論的高性能吸波體設計方法

有效

• 申請號: 201711279118.2
• 申請日: 2017-12-06
• 公開（公告）號: CN107968265B
• 公開（公告）日: 2020-12-22
• 發明（設計）人: 許勇剛;袁黎明;王曉冰;梁子長
• 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

1.一種基于縮比理論的高性能吸波體設計方法，其特征在于，包含：

S1、選取原型波段的高性能吸波體，基于對應的原型吸波材料，得到對應的電磁參數以及原型頻率，該電磁參數包括介電常數和磁導率；

S2、根據多層材料的反射率計算理論，結合原型吸波材料的電磁參數以及原型頻率分析其各層吸波材料的阻抗特征和變化規律函數，得到阻抗特征參數；

運用縮比理論構造與原型吸波材料形狀相同的縮比材料，根據阻抗特征參數對各層吸波材料的縮比電磁參數和厚度進行理論設計；

S3、確定縮比頻率系數和形狀縮比因子，得出滿足阻抗特性的材料配方；

S4、用材料配方構造出所需的高性能吸波體；

原型吸波材料為介電型吸波材料或磁性吸波材料，吸波微粒為碳系列吸收劑或鐵系列吸收劑；

原型波段的高性能吸波體的吸波結構為立方錐結構，吸波體包括兩層，上部分錐體和下部分柱體，上部分錐體高度H1、上部分錐體底面寬度L、上部分錐體角度θ＝2*arctan(0.5L/H1)，下部分柱體高度H2；

內部吸波微粒均勻分布，原型吸波材料整體對應的電磁參數包括介電常數ε_ph＝ε′_ph-jε″_ph和磁導率μ_ph＝μ′_ph-jμ″_ph，對應的原型頻率為f_ph，ε_ph是復數介電常數、ε′_ph是介電常數實部、ε″_ph是介電常數虛部、μ_ph是復數磁導率，μ′_ph是磁導率實部，μ″_ph是磁導率虛部；

所述的步驟S2具體包含：

S21、根據多層材料的反射率計算理論，計算原型吸波材料各層吸波材料的等效電磁參數：

將立方錐結構的原型波段的高性能吸波體原型吸波材料等效為n層吸波材料，n層吸波材料均平行于材料底面，且每層吸波材料的結構形式為錐形臺結構，每層吸波材料的分布為非均勻性的，頂層寬度為d_i，底層寬度為d_i+1，每層的高度為H1/n，通過CST仿真，得到每層材料對應的傳輸反射系數，進而根據NRW方法，計算出每層材料對應的等效電磁參數ε_n和μ_n，ε_n和μ_n分別為第n層材料的介電常數和磁導率；

S22、根據多層反射率的計算公式，計算原型吸波材料各層吸波材料的縮比電磁參數：

為保證反射率不變，保證各層吸波材料的表面阻抗和特征阻抗不變，即：

和在縮比前后保持不變；

式中，Z_n為第n層材料的特征阻抗，γ_n為第n層材料的傳播常數，d_n為第n層材料的厚度，C為光速；

選取縮比系數為s，縮比頻率為sf；

若縮比后的厚度為d_n/s，得到和保持不變，通過變換，即需要縮比前后μ_n和ε_n保持不變，此時對應的材料需要對吸波結構進行等效電磁參數設計；

若保持縮比后的厚度比例s′與縮比系數s不同，及縮比厚度為d_n/s′，此時需要保持和同時成立，化簡為：

通過變化，ε^s_n＝ε_ns′/s，μ^s_n＝μ_ns′/s，得到縮比頻率下對應的介電常數ε^s_n和磁導率μ^s_n；

S23、運用縮比理論構造與原型吸波材料形狀相同的縮比材料，根據阻抗特征參數對各層吸波材料的縮比電磁參數和厚度進行理論設計。

2.如權利要求1所述的基于縮比理論的高性能吸波體設計方法，其特征在于，所述的步驟S2中：

縮比材料選用介電型吸波材料或磁損耗型材料。