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纳米吸波材料概述及研究进展

材料写作网    时间: 2020-07-01 09:06:08     阅读:

一、电磁波吸收材料概述

随着信息技术的发展,电磁波的应用愈发广泛,然而随之带来的电磁干扰和电磁污染问题也严重影响了生活,甚至在军事领域影响了国家安全。电磁波吸收材料作为一种解决这种问题的主要途径,广泛应用在军用和民用领域。

在民用领域,电子产品对人类健康的威胁已经影响到了人的生活,电磁防护已经成为了重要课题,同时在电子器件抗干扰方面也有重要作用。在军用方面,隐形战机和隐身导弹作为大国重器,即使对国家安全的保卫,也是左右国际军事格局的利器。吸波材料作为一种低成本高性能的技术途径,可以有效实现隐身功能,达到实现雷达时间防探测、抗干扰,甚至完全隐身的效果。如图1所示,常用的雷达波段为电磁波中的微波部分,因为微波在空气中具有最好的穿透性。雷达工作频率划分为若干的波段,由低到高的顺序是:S波段、C波段、X波段和Ku波段,对用的频率为2G~18GHz。因此,研究和开发高性能、多频段的雷达吸波材料成为各国军事技术领域中的一个重大课题。

吸波材料是能将投射其表面的电磁波能量进行吸收或减弱,并通过材料的介质损耗或磁损耗等方式将电磁波能量转化为热能或者其他的形式。常见的电磁波吸收性能测试方法主要分为针对粉末吸波剂的电磁参数模拟法和针对电磁波吸收涂层板材的弓形测试法。其测试系统主要是以矢量网格分析仪为核心的集成测试系统。

矢量网格分析仪可用来测量微波网络的S参数矩阵,属于微波专业必不可少的经典测量仪器。在20世纪80年代以前,标量网络分析仪还比较流行。由于它只能测量幅度,无法给出相位信息,从20世纪90年代以后,已经逐步被矢量网格仪取代。

矢量网格分析仪是直接测量微波元器件散射参数的一种仪器。如图2所示,散射参数表征的是网络端口入射波与出射波之间的关系。其基本思想是:根据4个S参数的定义设计特定的信道分离单元(也称S参数测试装置)将入射波、反射波、传输波的频率由微波频段线性变换到固定中频,最后利用中频幅相测量方法,测出入射波、反射波、传输波的幅度和相位,从而得到4个S参数,还可间接由这4个S参数演变或计算得到一系列微波元器件技术参数。在微波放大器、滤波器、混频器、晶体管、MMIC(单片微波集成电路)、天线、雷达R...

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