电磁波吸收最优厚度影响因素分析

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第24卷第6期兵器材料科学与工程v01．24No．6▲2001年l1月0lRDNANCEMATERIALSCIENCEANDENGINEERINGNov．200l电磁波吸收最优厚度影响因素分析‘林红吉，孟宪林，窦贤飞，庞国友(海军舰船维修研究所，北京1000727228信箱)摘要：对先驱体陶瓷样品的吸收厚度进行了优化计算。结果表明，影响材料对电磁波吸收的最优厚度的本征因素是材料复介电常数实部值与复磁导率实部值的乘积(e)及介电损耗与磁损耗的比值(tg8／tg8

2、)，薄的最优吸收厚度值要求大的e及tg8／tg8大于或小于1。关键词：复介电常数；复磁导率；介电损耗；磁损耗中图分类号：O441．4文献标识码：A文章编号：l004-244X(2001)06—0024—03电磁波垂直入射的条件下，影响材料对电磁波定，为使最优吸收厚度尽司能溥，应要求磁导翠虚邵吸收的因素涉及6个参数(，，￡，￡，，h)，只值尽可能大。要满足输入阻抗实部、虚部分别匹配两个条件即可2ll≤达到匹配吸收⋯I，也就是说，至少要有两个参数是厚度匹配条件为可以独立调整的，工作波长通常由用户指定，但是对于材

3、料的4个参数，即使对其中一个参数进行独立一”：lJ(4q)，调整都不是一件容易的事，惟有吸收厚度是可以自由调整的。以下将对最小反射率对应厚度(最优吸(一￡／3)=0(5)收厚度)进行分析。匹配厚度由介电常数实部和磁导率决定。根据传输线理论，得出以下方程3)}el>}最优吸收厚度[·3]，Z．n=z。√th(j)(1)h4尺(6)e~／尺=20log(11)(2)[3]4h／2=(e)1+吉t)～(7)Zo：自由空间波阻抗最优吸收厚度由磁导率与介电常数乘积的实部值决Z输入阻抗定[]或者磁导率实部介电常数实部值

4、的乘积和磁◆：材料相对复磁导率损耗决定【3}。e：材料相对复介电常数以上1)、2)条件不适用微波频段，为此本文主h：材料厚度要以3)为基础讨论最优吸收厚度。：电磁波波长R：反射率1分析过程根据以上1，2两式可得一般匹配吸收条件，文献[1]将不同频率点测的先驱体法制备的陶瓷材料讨论了3类匹配条件：(这里采集了201个频率点)的电磁参数代入公式1)ll《1(1)、(2)进行数值计算，结果如下。厚度匹配条件为为了消除波长的影响，这里以波长与最优吸收厚度的比值为研究对象，从计算结果图1b来看，波h=—OH(3)-长

5、对最优吸收厚度的比值与介电常数与磁导率实部由上式可知在这种条件，匹配厚度由磁导率虚部决乘积值的平方接近理想直线关系，表明介电常数与·收稿13期：2001—03—19作者简介：林红吉，(1973一)，男，海军舰船维修研究所工程师，硕士，主要从事舰用材料应用研究工作维普资讯http://www.cqvip.com第6期林红吉等：电磁波吸收最优厚度影响因素分析吸收厚度／lnm吸收厚度／rama一_一不同频率下的反射率／吸收厚度曲线a一不同频率的反射率对吸收厚度曲线蹬七平方值／(￡’Ll’／2)A／J]对e／2平方

6、值曲线，虚线为趋势线b-2／17。对￡／2平方值曲线，虚线为趋势线频率／GHz电损耗对频率曲线c一介电损耗对频率曲线奄越频率／GHzd一磁损耗对频率曲线d一磁损耗对频率曲线图1样品KI~03x特性曲线图2样品KDc603x特性曲线磁导率实部乘积值对波长与最优吸收厚度的比值影推出以下关系式。响显著，而介电损耗和磁损耗值改变对其影响不大；,t／h：kRe一c图2的结果同图1相似，波长与最优吸收厚度比值随着介电常数与磁导率实部乘积值的平方正比改Re=变，但存在一定程度的偏离直线现象，这表明，波长√(卜蜱)+(8)

7、对最优吸收厚度的比值影响因素不仅仅是介电常数k：常数，c：常数与磁导率实部乘积值，还存在其他因素。由3)式可维普资讯http://www.cqvip.com26兵器材料科学与工程第24卷可以看出，当tg8／tg8=1时，介电损耗和磁以在宽频段实现对电磁波的最大吸收。损耗的变化不会影响到／^opt值，／^opt值只与介2结论电常数实部值以及磁导率实部值有关，且成正比。图1中tg8／tg8接近1，所以表现出波长对最优吸影响材料对电磁波的最优吸收厚度的因素是材收厚度的比值随介电常数与磁导率实部乘积值平方料的复介电

8、常数实部与磁导率实部值的乘积以及介成直线关系。当t／tg>1或<1时，随着损耗电损耗与磁损耗的比值，当比值等于1时，损耗对最增加，／^印t增大，并且增大幅度随着tg8／tg8值优吸收厚度无影响。通过增大复介电常数实部与磁偏离1的程度增加而增大。图2中tg8／tg值偏导率实部的乘积值，以及使介电损耗与磁损耗的比离1的程度较大，需要考虑介电损耗、磁损耗值的影值尽可能偏离1，可以减薄最优吸收厚度。响，因此表现出波长对最