電磁吸波混凝土材料關鍵技術研究.pdf

1、信息化戰(zhàn)爭條件下,為了對抗電磁脈沖武器及雷達偵察監(jiān)視技術對指揮防護工程生存造成的嚴重威脅,克服當前防護工程電磁防護方面存在的問題,開展了此項新型電磁防護材料研究。本文是作者在帶領課題組工作中所開展的研究工作。本文分別在吸波材料基礎理論研究、測試技術、電磁吸波混凝土研制等方面取得了突破性和創(chuàng)新性成果。論文的具體研究內容和取得的主要成果如下:
　　 1)詳細分析了當前防護工程在電磁脈沖防護和雷達隱身等方面存在的主要問題,提出了解決問

2、題的方法與對策,確立了本文的研究思路。2)從平面電磁波在吸波材料傳播的Maxwell方程出發(fā),推導了材料宏觀電磁參數達到阻抗匹配的條件,提出了電磁吸波材料阻抗匹配條件的一個關系式。該匹配關系式指出了材料達到匹配的條件,為高性能吸波材料研制提供了基本依據。3)首次應用電磁場時域有限差分算法(FDTD)分別結合遺傳算法(GA)與粒子群優(yōu)化算法(PSO),研究了混合介質等效電磁參數與組分電磁參數之間的關系,得到了混合材料等效電磁參數的計算方法

3、,與傳統結構相關公式和經驗公式相比,該方法具有更高的計算精度和更寬的適用頻段。在此基礎上編制了計算機優(yōu)化輔助設計軟件,達到了對吸波材料計算機輔助設計的目的。4)研制了一套適合材料電磁屏蔽性能、反射特性、電磁參數測試的測試系統,包括雷達吸波材料弓形反射率測試系統、矩形同軸測試系統、波導測試系統和帶法蘭的同軸探頭測試系統,對其測試方法進行了研究。5)提出了通過材料反射率的諧振特性測量電磁參數的一種新的自由空間法,這是對非磁性材料電磁參數測試

4、方法的豐富和突破。6)研究了電磁吸波混凝土的作用機理,揭示了材料的吸波機理,提出了完善材料特性的方法和措施。由此,給出了工程上選用低成本、高效能電磁吸波與屏蔽材料的原則與方法,并結合工程實際,給出了一種快速選材的方法。7)研制了一種電磁吸波混凝土材料。該材料結構與功能一體化,集電磁屏蔽、雷達隱身功能和建筑結構于一體,能夠起到工程整體電磁脈沖防護,提高地下空間利用率,降低雷達偵察暴露征候的作用。具有顯著的軍事、經濟和社會效益顯著。8)在材

5、料研制中,詳細研究了影響材料電磁吸波特性和強度的各項因素。在電磁吸波混凝土的研究中,通過采用骨料電磁吸波礦物材料,成功解決了吸波混凝土材料電磁特性和力學性能兼顧的技術難題；通過材料配方和表面成型技術等,成功解決了普通屏蔽材料電磁反射率高的技術難題；通過材料復合技術和材料設計,研究解決了混凝土類材料全頻譜范圍的電磁屏蔽問題；研究了電磁吸波混凝土在工程實際應用關心的問題,有效解決了其耐腐蝕性、長期穩(wěn)定性、耐久性問題和安全性問題,使電磁吸波混