本文關(guān)鍵詞：Koch分形結(jié)構(gòu)活性碳纖維電路屏復(fù)合材料的研制及其吸波性能研究

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【摘要】：本文將分形結(jié)構(gòu)引入吸波材料的多頻和強吸收結(jié)構(gòu)設(shè)計中,設(shè)計了Koch分形貼片頻率選擇表面(FSS)和Koch分形縫隙FSS,并以此為吸波體,玻璃纖維布為阻抗匹配層,環(huán)氧樹脂為基體制備了活性碳纖維(ACF)電路屏吸波復(fù)合材料。系統(tǒng)研究了兩種類型的FSS對復(fù)合材料吸波性能的影響因素,初步探究了復(fù)合材料最低反射衰減(RL)與FSS中碳纖維氈面積比(AR)的關(guān)系,研究了復(fù)合材料在不同AR條件下的微波吸收機理。主要研究內(nèi)容及結(jié)論如下:1.設(shè)計了Koch分形貼片F(xiàn)SS,制備了Koch分形貼片結(jié)構(gòu)碳纖維電路屏復(fù)合材料。研究了迭代次數(shù)n,初始邊長L和排布間距d對吸波性能的影響,研究結(jié)果表明:(1)迭代次數(shù)n和初始邊長L對復(fù)合材料的RL具有重要影響。低頻區(qū)域,隨著n和L的增大,復(fù)合材料的RL先增大然后減小;而高頻區(qū)域的RL單調(diào)增大。隨間距d增加,低頻區(qū)域的RL逐漸減小,且在兩個極化條件下均表現(xiàn)出了較好的頻率選擇性,垂直極化為8.5GHz,水平極化為8.2GHz;(2)復(fù)合材料表現(xiàn)出了有規(guī)律的多頻吸收特點。多頻的相鄰頻率差在0.7-0.9GHz之間,而峰頻比約為1.0,這與其結(jié)構(gòu)的自相似和迭代次生結(jié)構(gòu)的尺寸有關(guān)。2.設(shè)計了Koch分形縫隙FSS,制備了Koch分形縫隙結(jié)構(gòu)碳纖維電路屏復(fù)合材料,研究了迭代次數(shù)n,初始邊長L和排布間距d對吸波性能的影響,研究結(jié)果表明:(1)低頻吸收頻段內(nèi),吸收峰的RL隨著L,n的增大而降低;而高頻區(qū)域則RL單調(diào)升高。隨著排布間距d的增加,吸收峰的共振頻率向高頻方向遷移,在間距d一定時,低頻吸收峰表現(xiàn)出了較好的選擇性吸收,無論是水平極化還是垂直極化,吸收峰的峰頻均在6-9GHz頻段內(nèi)。(2)復(fù)合材料在兩個極化條件下均體現(xiàn)除了強吸收的特點,樣品較Koch貼片結(jié)構(gòu)FSS吸收強度得到了提升,特別是垂直極化條件下,復(fù)合材料最低反射衰減RL=-62.8d B。3.兩種類型的復(fù)合材料在低頻(6-9GHz)和高頻區(qū)域(16-18GHz)出現(xiàn)了雙峰吸收特點。對于Koch貼片F(xiàn)SS復(fù)合材料,隨著面積比(AR)的增大,低頻區(qū)域,吸波機理從散射效應(yīng)逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榻殡姄p耗;而高頻區(qū)域則從散射損耗轉(zhuǎn)變?yōu)槎嘀胤瓷浜蜏u流損耗。對于Koch縫隙FSS復(fù)合材料,隨著面積比(AR)的增大,吸波機理主要是介電損耗,而高頻吸收區(qū)域,吸收機理主要由渦流損耗主導(dǎo)。兩種類型的Koch分形結(jié)構(gòu)FSS分別體現(xiàn)出了分形結(jié)構(gòu)的多頻特性和強吸收特性,探究了AR與吸收峰吸波機理的關(guān)系,為多頻強吸收隱身材料的開發(fā)提供了理論基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】：Koch分形結(jié)構(gòu) 活性碳纖維氈 吸波性能 多頻吸收 面積比參數(shù)
【學(xué)位授予單位】：東華大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TB33
【目錄】：

• 摘要6-8
• ABSTRACT8-12
• 第一章 緒論12-34
• 1.1 研究背景12-13
• 1.1.1 隱身技術(shù)與吸波材料12
• 1.1.2 吸波材料的評價體系12-13
• 1.2 吸波材料的設(shè)計和工作原理13-17
• 1.2.1 結(jié)構(gòu)吸波材料的設(shè)計原理13-16
• 1.2.2 吸波材料的工作原理16-17
• 1.3 新型吸波材料的研究進展17-23
• 1.3.1 納米吸波復(fù)合材料18
• 1.3.2 手性材料18-19
• 1.3.3 碳基吸波材料19-20
• 1.3.4 碳纖維吸波材料20-21
• 1.3.5 電路模擬吸波材料21-23
• 1.4 分形結(jié)構(gòu)吸波材料23-32
• 1.4.1 分形理論概念23-24
• 1.4.2 分形維數(shù)和迭代次數(shù)24-25
• 1.4.3 分形吸波機理25
• 1.4.4 分形的迭代函數(shù)生成系統(tǒng)25-26
• 1.4.5 幾種經(jīng)典分形結(jié)構(gòu)的生成及其應(yīng)用26-29
• 1.4.6 分型吸波材料研究進展29-32
• 1.5 本課題的研究內(nèi)容和創(chuàng)新點32-34
• 第二章 實驗材料及試樣制備34-39
• 2.1 實驗材料及設(shè)備34-35
• 2.2 實驗設(shè)備35
• 2.3 ACFFS的結(jié)構(gòu)設(shè)計35-36
• 2.4 ACFFS吸波復(fù)合材料的試樣制備36-37
• 2.5 樣品測試37-39
• 2.5.1 反射率測試37-38
• 2.5.2 電磁參數(shù)測試38-39
• 第三章 KOCH分形貼片結(jié)構(gòu)ACF電路屏吸波性能研究39-53
• 3.1 引言39
• 3.2 實驗部分39-40
• 3.3 結(jié)果與討論40-52
• 3.3.1 迭代次數(shù)n對復(fù)合材料吸波性能的影響40-43
• 3.3.2 初始邊長L對復(fù)合材料吸波性能的影響43-45
• 3.3.3 吸波性能與間距d之間的關(guān)系45-46
• 3.3.4 水平極化與垂直極化46-47
• 3.3.5 多頻吸收（垂直極化）與自相似47-49
• 3.3.6 碳纖維氈面積比與RL的關(guān)系49-52
• 3.4 本章小節(jié)52-53
• 第四章 KOCH分形縫隙結(jié)構(gòu)復(fù)合材料吸波性能研究53-65
• 4.1 引言53
• 4.2 實驗部分53-54
• 4.3 結(jié)果與討論54-63
• 4.3.1 吸波性能與迭代次數(shù)n之間的關(guān)系54-56
• 4.3.2 初始邊長L對復(fù)合材料吸波性能的影響56-58
• 4.3.3 吸波性能與排布間距d之間的關(guān)系58-59
• 4.3.4 面積比與吸收峰RL的關(guān)系59-63
• 4.4 本章小結(jié)63-65
• 第五章 結(jié)論與展望65-66
• 參考文獻66-70
• 攻讀碩士學(xué)位期間研究成果70-71
• 致謝71

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