[發(fā)明專利]一種電介質(zhì)型復(fù)合吸收劑快速設(shè)計(jì)方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010787240.6
• 申請日: 2020-08-07
• 公開（公告）號: CN111899820A
• 公開（公告）日: 2020-11-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 安銳;馮明;高鵬程
• 申請（專利權(quán)）人: 上海無線電設(shè)備研究所
• 主分類號: G16C60/00
• 分類號: G16C60/00;G06F30/20;G06F111/10
• 代理公司: 上海元好知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31323
• 代理人: 包姝晴;張靜潔

本發(fā)明公開了一種電介質(zhì)型復(fù)合吸收劑快速設(shè)計(jì)方法，依據(jù)電磁理論和吸波原理，對基于金屬背襯的傳輸線模型進(jìn)行簡化，得到電介質(zhì)吸收模型；然后對模型進(jìn)行介電掃參、三維反射損耗云圖投影、諧振點(diǎn)重繪和引入等反射率圓，得到基于等反射率圓的五維設(shè)計(jì)模型；本發(fā)明的模型及方法，不但可以評價(jià)吸收劑的吸波性能，而且還能給出改性路徑，為電介質(zhì)型吸收劑的選材及其后續(xù)制備提供參考和依據(jù)，加速吸收劑的研發(fā)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于吸波材料技術(shù)領(lǐng)域，具體提出了一種快速設(shè)計(jì)電介質(zhì)型吸波材料的方法。

背景技術(shù)

電介質(zhì)型吸收劑具有優(yōu)異的介電損耗、多樣的微觀結(jié)構(gòu)、優(yōu)越的機(jī)械特性、良好的化學(xué)穩(wěn)定性及較低的比重等特性，但是其界面阻抗匹配性差、微波損耗形式單一、低頻吸收弱、有效吸收頻帶窄，難以滿足現(xiàn)代作戰(zhàn)飛行器對隱身材料“薄、輕、寬、強(qiáng)”的迫切需求；加之存在制備工藝復(fù)雜，微結(jié)構(gòu)變化小，界面浸潤性差、分散困難等瓶頸問題，嚴(yán)重制約了電介質(zhì)材料在隱身領(lǐng)域的應(yīng)用。

作為新型吸收劑的電介質(zhì)吸波復(fù)合材料增強(qiáng)了吸波效果，降低了涂裝難度，改善了Snoek's定律的限制，易于滿足飛行器隱身材料“薄、輕、寬、強(qiáng)”的迫切需求。但當(dāng)前新型電介質(zhì)復(fù)合吸收劑的研發(fā)主要依據(jù)研究者的科學(xué)直覺和大量重復(fù)的“嘗試法”實(shí)驗(yàn)，尚缺明確的設(shè)計(jì)路徑且傳統(tǒng)傳輸線模型是一種綜合性宏觀模型，不能直觀反映出介電對反射率的貢獻(xiàn)和權(quán)重，研發(fā)效率較低。

文獻(xiàn)“Development of Analytical Approach to Fabricate Composites forMicrowave Absorption(微波吸收復(fù)合材料分析方法的研究進(jìn)展)”Mishra V等.IEEETransactions on Magnetics,2017,PP(99):1-1，文中提出一種按照指標(biāo)要求的反射損耗和吸收帶寬的復(fù)合材料預(yù)測模型，通過遺傳算法對目標(biāo)反射率和頻帶進(jìn)行優(yōu)化得到了滿足一定條件的介電參數(shù)和磁導(dǎo)率，并利用混合介質(zhì)模型預(yù)測復(fù)合材料中各個(gè)材料配比。結(jié)果表明，按照優(yōu)化得到的介電參數(shù)和磁導(dǎo)率來制備復(fù)合材料在X波段具有良好的吸收性。

文獻(xiàn)“Optimum design method of a nano-composite radar absorbingstructure considering dielectric properties in the X-band frequency range(考慮X波段介電性能的納米復(fù)合吸波結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法)”Choi I等,Composite Structures,2015,119(jan.):218-226，文中提出了一種介電特性和電磁吸收特性的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，在這項(xiàng)研究中，針對納米復(fù)合材料的介電性能，開發(fā)了一種用于納米復(fù)合材料的復(fù)介電常數(shù)實(shí)部-介電損耗角正切的可設(shè)計(jì)窗口，制備了玻璃纖維/環(huán)氧樹脂/炭黑納米復(fù)合材料進(jìn)行驗(yàn)證，測量結(jié)果表明，通過理論計(jì)算和實(shí)際測量獲得的電磁吸收性能基本一致。

文獻(xiàn)“A Voltage-Boosting Strategy Enabling a Low-Frequency,FlexibleElectromagnetic Wave Absorption Device(一種能夠?qū)崿F(xiàn)低頻柔性電磁波吸收裝置的電壓提升策略)”Hualiang等.Advanced Materials,2018，文中通過電磁理論計(jì)算得到了滿足一定條件下的復(fù)介電常數(shù)值，基于此復(fù)介電常數(shù)值來篩選材料，以此來指導(dǎo)復(fù)合材料的設(shè)計(jì)。

專利申請CN103399975A公開了一種金屬背襯電磁吸波材料吸波阻抗計(jì)算的優(yōu)化方法，運(yùn)用匹配厚度模型結(jié)合傳輸線理論，使得電磁波吸波材料的阻抗匹配優(yōu)化更高效，使得吸波材料的制備能夠快速準(zhǔn)確完成，且適用多種電磁波吸波復(fù)合材料。

專利申請CN108805367A公開了一種基于自適應(yīng)算法的吸波材料最優(yōu)配比設(shè)計(jì)方法，利用自適應(yīng)策略和全局引導(dǎo)鄰域搜索策略對標(biāo)準(zhǔn)人工蜂群算法進(jìn)行優(yōu)化。與傳統(tǒng)智能算法相比,自適應(yīng)搜索算法能夠有效提高吸波材料最優(yōu)配比的優(yōu)化效率，有效平衡算法的探索和開發(fā)能力。