吸波材料模型及暗室性能研究.pdf

1、隨著電波暗室建設(shè)的普及，電波暗室的設(shè)計方案越來越受關(guān)注，利用數(shù)值計算的方法預估電波暗室的性能為其設(shè)計提供了便利的條件。但是由于電波暗室的電大尺寸特性，以及吸波材料復雜的陣列結(jié)構(gòu)，完全模擬電波暗室實物建模為計算求解帶來的沉重的計算量是難以估量的。在低頻段，電波暗室和吸波材料的電尺寸較小，吸波材料陣列的尺寸遠小于波長。我們可以近似認為這時的穩(wěn)態(tài)場是隨著介質(zhì)結(jié)構(gòu)呈周期分布。通過對周期單元(胞元)進行均勻化等效，水平方向使用有效電磁參數(shù)的均勻材

2、料代替原周期分布材料，垂直方向用分層的方法等效角錐的周期漸變結(jié)構(gòu)，從而大大的降低電波暗室建模的復雜度及仿真的計算量。 本文通過對電磁參數(shù)測試原理及復合型材料的有效電磁參數(shù)的分析總結(jié)，首次提出應(yīng)用傳輸/反射法計算周期陣列吸波材料的有效電磁參數(shù)等效模型的新方法。通過建立同軸的傳輸/反射模型，計算吸波材料陣列各個分層單元的有效電磁參數(shù)，并代入到吸波材料的均質(zhì)分層模型當中求解等效后的反射率。依據(jù)文獻[1]，選用Hashin—Shtrik

3、man下邊界計算實心聚氨酯角錐陣列的有效電磁參數(shù)的等效模型，并將該兩種等效模型的反射率值與原三維角錐陣列模型的反射率進行分析對比驗證，證實了新方法的有效性。最后將分層模型引入到電波暗室模型當中就行全波仿真求解，得到在選用不同類型和尺寸的吸波材料的條件下，預測電波暗室的各個性能指標，實現(xiàn)電波暗室設(shè)計的目的。 在電波暗室的性能仿真中，主要針對的性能指標是半電波暗室的歸一化場地衰減(NSA)，選擇半波偶極子作為發(fā)射天線，接收端用場探點

4、來等效接收天線。接收區(qū)域是距發(fā)射天線3m，距地面1～4m的區(qū)域。用類似的方法可以得到傳輸損耗和場均勻性。計算傳輸損耗(NSTL)時固定發(fā)射天線，接收天線同樣用場探點來等效。通過探測出的電場進行進一步求解。場均勻性(FU)的接收端探點按照場均勻性測試標準設(shè)置，通過對提取出的場強操作得出場均勻性指標。 本文的選用的仿真工具是Ansoft公司開發(fā)的高頻結(jié)構(gòu)仿真軟件HFSS。該工具基于有限元算法，對高頻場求解可以得到很高的精度，目前廣泛