纤维复合微波吸收材料电磁建模与分析

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1、分类号学号M201272157学校代码10487密级硕士学位论文纤维复合微波吸收材料电磁建模与分析学位申请人：杨飙学科专业：软件工程指导教师：江建军教授答辩日期：2015.01.25AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreefortheMasterofEngineeringAnalysisandElectromagneticModelingoftheFiberReinforcedMicrowaveAbsorbingCompositesCandidate:YangBiaoMajor:Softwar

2、eEngineeringSupervisor:Prof.JiangJianjunHuazhongUniversityofScience&TechnologyWuhan430074,P.R.ChinaJanuary,2015独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关

3、保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日华中科技大学硕士学位论文摘要吸波材料作为隐身技术的主要途径之一，一直是国防领域研究关注的焦点。与此同时，吸波材料作为解决电磁干扰问题的有效手段，在民用领域同样有着良好的应用前景。纤维复合吸波材料作为一种高性能复

4、合结构材料，凭借优异的力学性能和对高温环境的适用性，目前已成为隐身战机特殊部位（尾喷口、进气道等）吸波的候选材料。本研究从电磁场计算理论出发，对纤维平行排布和平纹编织两种典型结构进行建模，采用基于FEM原理的数值求解方法，分析了材料的几何结构特点、纤维和基体的电磁特性对材料反射率的影响规律，以及材料中电磁波能量损耗发生的位置和主要方式；同时，为了分析材料对于斜入射电磁波的吸收效果，采用FITD计算方法对材料的RCS性能进行了预估。本文通过分析研究对象的结构特点，确定采用满足周期边界条件的二维模型来计算平行结构的反射率，对于编织结构选择使用具有完美电导体边界和完美磁导体边界的三维模型

5、来计算。分析了表征吸波材料性能的反射率和RCS计算方法，并确定了反射率计算过程中参数化扫描的基准参数组合。平行和编织结构在反射率变化规律上具有一定相似性，但由于编织结构中存在平行和垂直于电场的两种纤维阵列，在参数定义上更具多样性，因此其几何尺寸和电磁参数对反射率的影响呈现出与平行结构不同的变化。结果表明平行电场方向纤维的间距仅对高频吸收峰位置有一定影响，垂直方向纤维的间距对于高低频吸收峰的深度和带宽都有相当影响；当平行电场方向纤维电导率为40S/m，垂直电场方向纤维电导率为20S/m时，可获得较好的吸波特性；编织结构在极化稳定性方面要优于平行结构，但RCS主瓣和旁瓣均略高于平行结构

6、。研究表明入射电磁波能量损耗的主要机制为纤维中感应电流的电阻损耗，对于平行结构，位移电流随入射深度增加而减小，而对于编织结构，位移电流主要存在于纤维和基体的交界面。I华中科技大学硕士学位论文对计算结果规律性的归纳和对电磁波能量损耗的分析，有助于对材料进行综合改性和结构优化，本研究对纤维复合吸波材料的设计和分析具有重要的指导意义。关键词：复合吸波材料电磁仿真纤维编织微波反射率雷达散射截面II华中科技大学硕士学位论文ABSTRACTMicrowaveabsorbingmaterialsasamainmethodtoaccomplishlowobservabletechnologyhav

7、ereceivedmuchattentionrecently.Meanwhilemicrowaveabsorbingmaterialsisalsoconsideredpromisingincivilfieldsforitsextensivelyapplicationaselectromagneticinterferenceshieldingmaterials.Fiberreinforcedmicrowaveabsorbingcompositesisonekindofa