微波暗室用諧振型角錐吸波材料的研究.pdf

1、本文提出一種以聚丙烯阻燃空心板為錐體外殼，中間填充聚苯乙烯泡沫塑料(EPS)顆粒為載體的吸波材料。EPS顆粒中有許多封閉的空腔，外表涂敷一層炭膜，具有較強的化學穩(wěn)定性和水穩(wěn)定性、良好的力學性能，可以作為一種理想的吸波材料。外殼材料采用阻燃聚丙烯空心板材，由于加入阻燃劑，極大提高了聚丙烯塑料的阻燃性。采用空心板降低了吸波材料的重量，滿足吸波材料對于“輕”的要求。 引用瑞利散射原理，分析了單體EPS球?qū)﹄姶挪ǖ奈?。通過對散射截面和

2、吸收截面計算公式的推導，分析了吸收性能的影響因素，包括頻率、吸收體形狀大小、EPS球大小、含炭量。隨著頻率增加，材料吸收性能也增加。吸波材料具有最佳填充高度，小于該高度，隨著高度增加吸收性能增大；超過該高度后，隨著高度增大，材料的吸收能力沒有明顯變化。含炭量也有一最佳值，小于該臨界值，隨著炭含量增加吸收增強；如果超過這個臨界值，電磁波較多的被反射導致吸收下降。隨著EPS球變小，單位體積內(nèi)球體的總表面積增大，吸收體的含炭量也將增大，所以E

3、PS球大小對吸收性能的影響與含炭量的變化一致。材料的吸波性能主要由以上四個因素決定，各因素之間相互影響，相互制約，因此對于特定條件下的最佳因素組合，要具體問題具體分析。 以填充后的吸收體為研究對象，將其等效為一諧振腔，根據(jù)諧振腔理論分析各因素對它的影響。根據(jù)諧振頻率公式，隨著含炭量增加諧振頻率降低，發(fā)生諧振的頻率越低，吸收效果越好。但是前提是炭含量不能太大，如果大到電磁波無法穿過吸收體，諧振理論將不再適用。 測試結(jié)果表明

4、，對于平板填充材料，最佳工藝參數(shù)為：填充厚度4cm，炭粉含量4％，EPS球直徑2mm。在8-12GHz范圍內(nèi)，吸收均在30dB以上，平均值在40dB以上，達到理想的吸收效果。錐體填充材料吸收性能測試結(jié)果表明，顆粒直徑4mm，炭粉含量4％時吸收最好，吸收均在45dB以上，平均值在55dB以上，此時錐體高度500mm，隨著錐體高度增加，吸收將增大。 根據(jù)阻抗匹配原理，將錐體內(nèi)炭粉按照從錐頂?shù)藉F底逐漸增加呈階梯分布，有效解決了阻抗匹配