透波材料的透波原理及现状分析

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1、第36卷第29期山西建筑Vl01．36No．292010年10月SHANXIARCHITECrUREOct．2010·157·文章编号：1009．6825(2010)29—0157．02透波材料的透波原理及现状分析李希峰摘要：在初步了解透波材料的基础上，阐述了透波材料的应用需求，分析了磷酸盐体系透波材料透过电磁波的原理，论述了磷酸盐体系透波材料的研究现状，并指出了发展方向。关键词：透波材料，透波原理，磷酸盐体系中图分类号：TU597文献标识码：A透波材料是电磁波照射其上能够透过的材料，主要应用于作材料透过电磁波的多少，取决于

2、材料本身的介电性能(e，电磁窗(Electtxaxmgneticswindows)。电磁窗是电磁波进出的窗tand)、结构、厚度、人射角度等，单层平板结构和对称夹层结构的口，作为一种结构，它是用来保护雷达天线或整个微波系统(包括透过电磁波原理见图1。雷达和通讯系统)不受环境影响而损坏。保护雷达用的雷达罩，3磷酸盐体系透波材料的研究现状供彩电中心、微波塔楼、微波中继站、保护通信天线及微波设备电磷酸盐体系透波材料主要为硅质纤维增强磷酸铝、磷酸铬、磁窗口用的透波墙，天线馈源和相位校正透镜用的罩都采用了透磷酸铬铝等复合材料。波材料。

3、透波材料是对电磁波的“透明材料”，当然，“透明”是相2O世纪6O年代初开始，美国海军航空局资助通用电器公司对的，电磁波在通过介质的时候，多少将损失一些电磁波透过的着手研究低成本磷酸盐高温天线罩材料，得到了能在315℃以下固能量，其直接的后果就是减少雷达的最大作用距离。对于一个特化，650℃仍保持较好力学和电性能的石英织物增强磷酸铝基复定的目标来说，最大作用距离是与雷达罩传输功率系数的平方成合材料。德国Brunswick公司在空军航空电子设备实验室资助正比。透过能量损失的原因是由于罩子对电磁波的反射与吸收。下，也于1963年开

4、始研制能在698．7℃长时间(1000h)工作的吸收是由于介质损耗使电能变成热而引起的，它与材料厚度、损耗磷酸盐【7]天线罩材料，并采用缠绕法制备出长度1．6m、综合性能角正切和电磁波的频率有关，而反射则是由于自由空间与罩子材与微晶玻璃相近的天线罩样件。料的介电常数不同，部分能量向回反射L1．2J。因此，作为透波材料20世纪70年代-80年代，美国空军实验室等单位进行了磷必须具有较小的能耗和相位滞后，介电常数e和损耗角正切tan8酸盐材料的常温、高温电性能的详细测试。是衡量材料透波性能的两个基本参量。一般情况下，在0．3G～

5、俄罗斯在20世纪50年代就以防热材料为目的进行磷酸盐300GHz频率范围内，透波材料的适宜e值为1_4，tand为10-3～材料研究，在磷酸盐基(也叫矿物基)复合材料领域的研究已有几10-2数量级，这样才能获得较理想的透波性能和较小的损失。十年的历史，对各种磷酸盐的结构、性能及工艺有较全面的了解。1透波材料的应用需求后将该项技术推广到耐热透波材料领域，在航天透波材料领域获透波材料在航天器中具有重要的地位，是航天器“眼睛”的重得实际应用的主要是磷酸铬、磷酸铬铝及磷酸铝，这些材料都强要组成部分，是保护航天飞行器在恶劣环境条件下通

6、讯、遥测、制调了高温状态下透波材料的介电性能。前苏联着重进行织物增导、引爆等系统能正常工作的一种多功能介质材料，在运载火箭、强有机硅树脂及磷酸盐体系的研究。根据飞行环境，在低温长时飞船、导弹及返回式卫星等航天飞行器无线电系统中得到广泛的间飞行的情况下，主要采用织物增强磷酸盐；在高温短时间飞行应用。透波材料属光电磁和结构功能复合材料范畴，涉及多学科的情况下(如火箭、导弹等)，采用纤维增强树脂。专业和设计、材料、性能检测等系统工程_3]，是典型的多功能材应用于透波材料的磷酸盐的分子结构式为Me(I42PO4)·Me料。恶劣的使用

7、环境对透波材料提出了防热隔热、承载、抗核(抗(H2P04)3，其中Me为+3价金属离子。冲击)、透波、耐候、气密等多方面高性能要求。在制备磷酸盐溶液后，固化温度为T：100℃～130℃；最后入射波热处理温度从300℃降至170℃。在制备复合材料时，基本按如下工艺过程：布块或织物准备一磷酸盐溶液准备一先对布块或织物上一层保护膜一真空浸渍一加压固化：150℃200℃，1MPa～1．5MPa。在磷酸盐基透波材料的制备过程中，俄方认为如下几个问题反波是工艺关键：磷酸盐的摩尔比；pH值适当；纤维应有保护膜；降低固化温度。图1单层板的透

8、射与反射经复合固化后磷酸铬(在1200℃以下)及磷酸铬铝基复合材2磷酸盐体系透波材料透过电磁波的原理料(在1200℃～1500℃)的力学、物理性能保持良好，电性能稳电磁波透过材料时，同时将伴随着能量的损失，能量损失的定。磷酸铝在1500℃～1800℃以下具有稳定的性能J。当温原因是由于材料