雷达吸波材料的主要类型与特性

日期：2019-02-22 09:28

雷达吸波材料主要有以下三种应用类型:①吸波型,包括介电吸波型和磁性吸波型;②谐振或干涉型;③衰减型。

1.吸波型

(1)介电吸波型

介电吸波材料由吸波剂和基体材料组成,通过在基体树脂中添加损耗性吸波剂制成导电塑料,常用的吸波剂有碳纤维或石墨纤维、金属粒子或纤维等,依靠电阻来损耗入射能量,把入射的电磁波能量转化成热能散发掉。在吸波材料设计和制造时,可通过改变不同电性能的吸波剂分布达到其介电性能随其厚度和深度变化的目的。而吸波剂具有良好的与自由空间相匹配的表面阻抗,其军方表面反射性较小,大部分进入吸波材料体内的雷达波会在其中被耗散或吸收掉。

(2)磁性吸波型

磁性吸波剂主要由铁氧体和稀土元素等制成;而基体聚合物材料则由合成橡胶、聚氨酯或其他树脂基体组成,如聚异戊二烯、聚氯丁橡胶、丁腈橡胶、硅树脂、氟树脂和其他热塑性或热固性树脂等。通常制成磁性塑料或磁性复合材料等。在制备时,通过对磁性和材料厚度的有效控制和合理设计,使吸波材料具有较高的磁导率。当电磁波作用于磁性吸波材料时,可使其电子产生自旋运转,在特定的频率下发生铁磁共振,并强力吸入电磁能量。设计良好的磁性吸波隐身材料在一个或两个频率点上,可使入射电磁波衰减20~25dB,也就是说,可吸收电磁能量高达99%~99.7%;而在两个频率之间峰值处其吸收电磁波能量能力更大,即可衰减掉电磁能量10~15dB,即吸收掉电磁能量的90%~97%。典型的宽频吸波材料可将电磁波能量衰减12dB,即吸收掉95%的电磁能量。

2.谐振型

谐振型又称干涉型吸波材料,是通过对电磁波的干涉相消原理来实现回波的缩减。当雷达波入射到吸波材料表面时,部分电磁波从表面直接反射,另一部分透过吸波材料从底部反射。当入射波与反射波相位相反而振幅相同时,二者便相互干涉而抵消,从而使雷达回波能量被衰减掉。

3.衰减型

材料的结构形式为把吸波材料蜂窝结构夹在非金属材料透波板材中间,这样既有衰减电磁波,使其发生散射的作用,又可承受一定载荷作用。在聚氨酯泡沫蜂窝状结构中,通常添加像石墨、碳和羰基铁粉等之类的吸波剂,这样可使入射的电磁能量部分被吸收,部分在蜂窝芯材中再经历多次反射干涉而衰减,最后达到相互抵消的目的。上述三种形式基本上均为导电高分子材料体系。电磁波的作用基本上是由电场和磁场构成的,两者在相互垂直的区域内发射电磁波。电磁波在真空中以大约3×10m/s的速度发射,并以相同的速度穿过非导电材料。当遇到导电高分子材料时,就部分地被反射并部分地被吸收。电磁波在吸波材料中能量成涡流,这种涡流对电磁波可起衰减作用。导电高分子材料可对80%电磁波进行反射,20%电磁波进行吸收,而导电的金属材料则对电磁波进行全部的反射作用。这就是吸波材料要选用树脂或橡胶基体的缘故。

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