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1、国防科技大学学报第31卷第4期JOURNALOFNATIONALUNIVERSITYOFDEFENSETECHNOLOGYVol.31No.42009文章编号:1001-2486(2009)04-0058-04*集总电阻加载的超薄吸波材料设计12111李有权,王利伟,张光甫,张辉,袁乃昌(1.国防科技大学微波技术发展中心,湖南长沙410073;2.空军第一航空学院航空电子工程系,河南信阳464000)摘要:通过在周期结构中加载集总电阻,能够有效吸收入射电磁波,减小目标RCS。给出了两种超薄吸波结构,都具有厚度薄、重量轻的特点。分析了两种吸波材料的吸波
2、机理,给出了表面反射系数的计算公式。实际加工了两种吸波材料,并对其吸波性能进行了分析。关键词:雷达吸波材料;高阻表面;方形环;集总电阻中图分类号:TN011文献标识码:ADesignofUltra-thinAbsorbingMaterialLoadedwithLumpedResistors12111LIYou-quan,WANGL-iwei,ZHANGHui,ZHANGGuang-fu,YUANNa-ichang(1.MicrowaveTechnologyDevelopmentCenter,NationalUniv.ofDefenseTechnolo
3、gy,Changsha410073,China;2.DepartmentofAeronauticElectronic,FirstAeronauticInstituteofAirForce,Xinyang464000,China)Abstract:Lumpedresistorsareintroducedtoperiodstructurestoabsorbtheincidentwaveeffectively,andthiscanreducetheRCSoftarget.Twoabsorbingstructures,whicharedesignedtobe
4、thinandlight,arepresented.Theabsorbingprincipleisanalyzedandfor-mulasofreflectioncoefficientaregiven.Samplesoftwoabsorbingmaterialarefabricatedandtheabsorbingperformanceisanalyzed.Keywords:radarabsorbingmaterial;highimpedancesurface(HIS);squareloops;lumpedresistor雷达隐身技术是现代电子战的一
5、项重要内容,其中雷达隐身材料是应用最广泛的一种方法。雷达吸波材料(RadarAbsorbingMaterial,RAM)能有效吸收入射电磁波,并将其能量转化成热量而损耗掉,可以减小电磁波反射能量,已经广泛应用于飞行器隐身及电子设备抗干扰。最常用的雷达吸波材料是[1]Salisbury吸收屏,它是由损耗层和间隔层组成的一种结构,将电阻片放置在距离底板1P4波长处,能有效吸收入射电磁波。由于其尺寸过大,应用受到限制。从工程应用角度来看,RAM应具有厚度薄、重量轻、吸收频带宽、易于施工和价格便宜等特点,所以实现超薄吸波材料一直是国内外学者的研究目标。为了获
6、得性能优异的吸波材料,世界各国都在致力于开发新型吸波机制的吸波材料。国外学者提[2-3]出采用光子晶体实现超薄吸波结构,N.Engheta首次提出用metamaterial来获得超薄吸收材料的思[4][5]想,D.J.Kern等人用含损耗的频率选择表面(HZFSS)实现了超薄宽带吸收材料,但设计方法较为[6]复杂,很难在实际中得到应用。国内研究较多的是电路模拟吸波材料,它是由有耗介质与频率选择表面(电路屏)复合而成的吸波材料。最初应用于电路模拟吸波材料中的一般是方格栅型或十字型等简单形式的频率选择表面(FSS)。本文通过在周期结构中引入集总电阻来进行
7、超薄吸波材料设计,它们是基于高阻表面的吸波材料和基于方形环的吸波材料。文中分析了两种结构的吸波机理,利用传输线模型分析表面反射系数,并给出了设计公式。实际加了两种吸波结构样品,并对测试结果进行了分析。1基于高阻表面的吸波材料[7]采用高阻表面(HighImpedanceSurfaces,HIS)和贴片集总电阻可实现超薄吸波结构。如图1所示*收稿日期:2009-02-10基金项目:国家自然科学基金资助项目(60871069)作者简介:李有权(1980)),男,博士生。李有权,等:集总电阻加载的超薄吸波材料设计59为基于高阻表面吸波结构的结构图,金属贴片
8、按方形周期排列,通过过孔与金属底板连接,介质基板厚度为h,相对介电常数为Er,贴片之间加载集总电阻。这种结构
