【摘要】：隨著無(wú)線電技術(shù)的迅速發(fā)展,雷達(dá)探測(cè)系統(tǒng)日益完善,隱身武器在戰(zhàn)場(chǎng)中受到的威脅越來(lái)越大。隱身性能,不僅是衡量武器裝備生存能力的重要依據(jù),亦是評(píng)判武器裝備先進(jìn)與否的重要標(biāo)準(zhǔn)。通過(guò)外形設(shè)計(jì)和雷達(dá)吸波材料的使用,鏡面散射得到了較好的抑制,非鏡面散射中行波散射占總體散射的比重大大增加,已成為當(dāng)今隱身武器裝備的主要突出問(wèn)題。本文通過(guò)使用表面行波在雷達(dá)吸波材料中衰減系數(shù)的簡(jiǎn)化計(jì)算方法,研究雷達(dá)吸波材料的電磁參數(shù)、填充比及厚度對(duì)表面行波衰減常數(shù)的影響規(guī)律。基于影響規(guī)律的分析,采用流延熱壓工藝制備不同參數(shù)的吸波膜片,借助微波暗室對(duì)吸波膜片的雷達(dá)散射截面(RCS)進(jìn)行測(cè)試與分析。具體研究?jī)?nèi)容如下:(1)通過(guò)經(jīng)典色散方程和簡(jiǎn)化色散方程,分別算出吸波貼膜對(duì)雷達(dá)表面行波的衰減常數(shù),對(duì)比分析兩種計(jì)算方法之間的差異。根據(jù)簡(jiǎn)化的計(jì)算方程,運(yùn)用控制變量的思想,分析對(duì)比雷達(dá)吸波貼膜的厚度、電磁參數(shù)對(duì)衰減常數(shù)的影響。發(fā)現(xiàn)相比于材料的復(fù)介電常數(shù),復(fù)磁導(dǎo)率對(duì)衰減常數(shù)的影響起決定作用。通過(guò)對(duì)表面行波衰減特性的理論分析,驗(yàn)證了結(jié)論的正確性,為吸波貼膜的制備提供了理論基礎(chǔ)。(2)基于衰減規(guī)律,選取磁損耗性能良好的還原鐵粉、羰基鐵粉和鐵鈷粉作為吸收劑。利用機(jī)械球磨的方法,使球狀微粉片狀化,分析微粉形貌與電磁參數(shù)的變化,并計(jì)算衰減常數(shù)。發(fā)現(xiàn)片狀化后的磁性合金微粉衰減性能會(huì)顯著提高,波峰會(huì)向低頻端移動(dòng),隨著球磨時(shí)間的延長(zhǎng),片狀化微粉會(huì)被慢慢打碎,波峰開(kāi)始往高頻段移動(dòng)。(3)以處理后的磁性金屬微粉為吸收劑、丁腈橡膠為基體,采用流延、熱壓等工藝制備吸波貼膜樣品,進(jìn)行RCS測(cè)試。研究吸波材料電磁參數(shù)、貼膜厚度和填充比改變后,貼膜材料在4GHz、8GHz和12GHz處的RCS變化規(guī)律。與第四章通過(guò)理論計(jì)算得到的衰減常數(shù)變化規(guī)律進(jìn)行對(duì)比分析,驗(yàn)證影響規(guī)律。
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TN953;E92
【圖文】：

然而在實(shí)際傳播過(guò)程中，表面行波在傳播至電磁缺陷處時(shí)，將往各個(gè)方向發(fā)生散射。如圖1-2 所示。在金屬表面理想光滑的情況下，散射場(chǎng)的后向散射強(qiáng)度較之入射場(chǎng)的強(qiáng)度要低很多[5]。但是目前幾乎所有的武器裝備表面都不是理想光滑的，在掠入射條件下，當(dāng)表面行波在傳輸過(guò)程中遇到不連續(xù)的邊界時(shí)，會(huì)產(chǎn)生非常大的后向散射場(chǎng)[6]。圖 1-2 表面行波的散射[5]通過(guò)加載電磁缺陷修復(fù)材料，有夠有效的抑制電磁缺陷散射，實(shí)現(xiàn)縮減表面行波后向散射的效果。目前國(guó)內(nèi)關(guān)于抑制表面行波貼膜的研究缺乏比較成熟的理論指導(dǎo)與實(shí)驗(yàn)方法。由于軍事領(lǐng)域的敏感性，也沒(méi)有查找到國(guó)外目前最新最有效的研究成果。因此，如何制備高衰減的表面行波貼膜，依然是個(gè)難題，需要大量的理論研究與實(shí)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行探索。1.2 表面行波的研究歷史與現(xiàn)狀表面波的理論研究到目前為止已經(jīng)有一百多年的歷史了。早在 1899 年，最先發(fā)

(a) B-1A 戰(zhàn)略轟炸機(jī) (b) B-1B 戰(zhàn)略轟炸機(jī)圖 1-1 羅克韋爾戰(zhàn)略轟炸機(jī)[3]經(jīng)過(guò) 50 多年堅(jiān)持不懈的研究，雷達(dá)隱身技術(shù)的發(fā)展取得了顯著的進(jìn)步，有效抑制了武器裝備上進(jìn)氣道和座艙等強(qiáng)散射源的散射。但由于武器裝備表面存在大量幾何突變、材料突變、邊緣和縫隙，導(dǎo)致弱散射源的在總體散射中所占的比例越來(lái)大。如果這些弱散射源得不到有效的處理，隱身武器裝備的研制將遇到極大的困難[4理論上，在連續(xù)且均勻的介質(zhì)中，表面電磁波在傳播過(guò)程中不會(huì)發(fā)生散射，然在實(shí)際傳播過(guò)程中，表面行波在傳播至電磁缺陷處時(shí)，將往各個(gè)方向發(fā)生散射。如1-2 所示。在金屬表面理想光滑的情況下，散射場(chǎng)的后向散射強(qiáng)度較之入射場(chǎng)的強(qiáng)要低很多[5]。但是目前幾乎所有的武器裝備表面都不是理想光滑的，在掠入射條件下當(dāng)表面行波在傳輸過(guò)程中遇到不連續(xù)的邊界時(shí)，會(huì)產(chǎn)生非常大的后向散射場(chǎng)[6]。

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