Koch分形结构活性碳纤维电路屏复合材料的研制及其吸波性能研究

发布时间：2017-08-31 05:49

  本文关键词：Koch分形结构活性碳纤维电路屏复合材料的研制及其吸波性能研究

  更多相关文章： Koch分形结构 活性碳纤维毡 吸波性能 多频吸收 面积比参数

【摘要】：本文将分形结构引入吸波材料的多频和强吸收结构设计中,设计了Koch分形贴片频率选择表面(FSS)和Koch分形缝隙FSS,并以此为吸波体,玻璃纤维布为阻抗匹配层,环氧树脂为基体制备了活性碳纤维(ACF)电路屏吸波复合材料。系统研究了两种类型的FSS对复合材料吸波性能的影响因素,初步探究了复合材料最低反射衰减(RL)与FSS中碳纤维毡面积比(AR)的关系,研究了复合材料在不同AR条件下的微波吸收机理。主要研究内容及结论如下:1.设计了Koch分形贴片FSS,制备了Koch分形贴片结构碳纤维电路屏复合材料。研究了迭代次数n,初始边长L和排布间距d对吸波性能的影响,研究结果表明:(1)迭代次数n和初始边长L对复合材料的RL具有重要影响。低频区域,随着n和L的增大,复合材料的RL先增大然后减小;而高频区域的RL单调增大。随间距d增加,低频区域的RL逐渐减小,且在两个极化条件下均表现出了较好的频率选择性,垂直极化为8.5GHz,水平极化为8.2GHz;(2)复合材料表现出了有规律的多频吸收特点。多频的相邻频率差在0.7-0.9GHz之间,而峰频比约为1.0,这与其结构的自相似和迭代次生结构的尺寸有关。2.设计了Koch分形缝隙FSS,制备了Koch分形缝隙结构碳纤维电路屏复合材料,研究了迭代次数n,初始边长L和排布间距d对吸波性能的影响,研究结果表明:(1)低频吸收频段内,吸收峰的RL随着L,n的增大而降低;而高频区域则RL单调升高。随着排布间距d的增加,吸收峰的共振频率向高频方向迁移,在间距d一定时,低频吸收峰表现出了较好的选择性吸收,无论是水平极化还是垂直极化,吸收峰的峰频均在6-9GHz频段内。(2)复合材料在两个极化条件下均体现除了强吸收的特点,样品较Koch贴片结构FSS吸收强度得到了提升,特别是垂直极化条件下,复合材料最低反射衰减RL=-62.8d B。3.两种类型的复合材料在低频(6-9GHz)和高频区域(16-18GHz)出现了双峰吸收特点。对于Koch贴片FSS复合材料,随着面积比(AR)的增大,低频区域,吸波机理从散射效应逐渐转变为介电损耗;而高频区域则从散射损耗转变为多重反射和涡流损耗。对于Koch缝隙FSS复合材料,随着面积比(AR)的增大,吸波机理主要是介电损耗,而高频吸收区域,吸收机理主要由涡流损耗主导。两种类型的Koch分形结构FSS分别体现出了分形结构的多频特性和强吸收特性,探究了AR与吸收峰吸波机理的关系,为多频强吸收隐身材料的开发提供了理论基础。
【关键词】：Koch分形结构 活性碳纤维毡 吸波性能 多频吸收 面积比参数
【学位授予单位】：东华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TB33
【目录】：

• 摘要6-8
• ABSTRACT8-12
• 第一章 绪论12-34
• 1.1 研究背景12-13
• 1.1.1 隐身技术与吸波材料12
• 1.1.2 吸波材料的评价体系12-13
• 1.2 吸波材料的设计和工作原理13-17
• 1.2.1 结构吸波材料的设计原理13-16
• 1.2.2 吸波材料的工作原理16-17
• 1.3 新型吸波材料的研究进展17-23
• 1.3.1 纳米吸波复合材料18
• 1.3.2 手性材料18-19
• 1.3.3 碳基吸波材料19-20
• 1.3.4 碳纤维吸波材料20-21
• 1.3.5 电路模拟吸波材料21-23
• 1.4 分形结构吸波材料23-32
• 1.4.1 分形理论概念23-24
• 1.4.2 分形维数和迭代次数24-25
• 1.4.3 分形吸波机理25
• 1.4.4 分形的迭代函数生成系统25-26
• 1.4.5 几种经典分形结构的生成及其应用26-29
• 1.4.6 分型吸波材料研究进展29-32
• 1.5 本课题的研究内容和创新点32-34
• 第二章 实验材料及试样制备34-39
• 2.1 实验材料及设备34-35
• 2.2 实验设备35
• 2.3 ACFFS的结构设计35-36
• 2.4 ACFFS吸波复合材料的试样制备36-37
• 2.5 样品测试37-39
• 2.5.1 反射率测试37-38
• 2.5.2 电磁参数测试38-39
• 第三章 KOCH分形贴片结构ACF电路屏吸波性能研究39-53
• 3.1 引言39
• 3.2 实验部分39-40
• 3.3 结果与讨论40-52
• 3.3.1 迭代次数n对复合材料吸波性能的影响40-43
• 3.3.2 初始边长L对复合材料吸波性能的影响43-45
• 3.3.3 吸波性能与间距d之间的关系45-46
• 3.3.4 水平极化与垂直极化46-47
• 3.3.5 多频吸收（垂直极化）与自相似47-49
• 3.3.6 碳纤维毡面积比与RL的关系49-52
• 3.4 本章小节52-53
• 第四章 KOCH分形缝隙结构复合材料吸波性能研究53-65
• 4.1 引言53
• 4.2 实验部分53-54
• 4.3 结果与讨论54-63
• 4.3.1 吸波性能与迭代次数n之间的关系54-56
• 4.3.2 初始边长L对复合材料吸波性能的影响56-58
• 4.3.3 吸波性能与排布间距d之间的关系58-59
• 4.3.4 面积比与吸收峰RL的关系59-63
• 4.4 本章小结63-65
• 第五章 结论与展望65-66
• 参考文献66-70
• 攻读硕士学位期间研究成果70-71
• 致谢71

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本文编号：763825