薄层等离子体—频率选择表面复合结构电磁特性研究

发布时间：2021-03-07 23:08

　　隐身技术是战场上武器装备生存的基石。随着隐身技术的发展和新材料的兴起,隐身结构正朝着吸收频带宽、质量轻、厚度薄、强度高等方向发展。等离子体隐身技术作为一种新型隐身技术,具有吸收频带宽、吸收效果好、降低飞行阻力等其它隐身技术不可比拟的独特优势。相较于单纯依靠等离子体实现对入射电磁波的衰减,将等离子体与频率选择表面（Frequency Selective Surface,FSS）相结合,组成形式新颖的复合结构,可以在不同的应用背景下,形成不同的电磁传输特性,实现对电磁波的灵活调控。本文围绕等离子体和FSS组成的不同形式的复合结构展开研究,对其在频率选择、外形隐身、吸波隐身、吸波/透波天线罩等方面的应用进行了分析研究,设计了多种符合不同需求的复合结构模型。主要工作和创新点总结如下:1、提出利用遗传算法进行FSS等效电路参数提取的方法,并对自由空间内贴片型FSS和方环型FSS进行验证,具有较高的精度。以等离子体为芯层,两侧加载由基本FSS单元构成的组合FSS,形成具有双边陡峭特性的复合带通结构。其上升沿与下降沿的过渡带均小于0.2GHz,带外抑制均大于-10dB,同时,工作频带可通过等离子体参... 

【文章来源】：国防科技大学湖南省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

等离子体主动释放试验装置

且以实现主动控制为目的，试图在封闭空间内实现等离子体厚度的降低及其参数的可调，因此考虑将不同性质的等离子体组合使用或者其它材料、结构相结合组成复合结构来提高隐身性能。Natalia Sternberg 将不同性质的等离子体组合起来，研究电磁波在该结构中的共振传输特性[36]；哈工大的袁承勋[37]及西安电子科大的白博文[38]将等离子体与雷达吸波材料结合，探究了均匀、非均匀等离子体与不同种类的希波材料组成的复合结构在降低目标 RCS，实现对入射电磁波的吸收方面的应用，并给出了复合结构组成的基本设计要求。伊朗的 Mohsen ZahirJoozdani 将均匀等离子体与电阻膜 FSS 结合组成吸波结构，不仅降低了等离子体厚度，还实现了对入射电磁波的宽频带吸收[39]。Lee W.cross 提出了一种封闭腔体等离子体加载 FSS 的结构，探讨了其在隐身方面的应用[40]，如图 1.2 所示。该结构利用陶瓷腔体实现等离子体的密封，在两侧加载金属耶路撒冷缝隙 FSS，通过控制等离子体的开关切换通带的导通与截止状态实现通带的隐身。实验结果表明，当密封腔体内的气体被电离产生等离子体时，加载在腔体两侧的 FSS 结构的传输特性改变，其中心频带向高频偏移的同时有 2~3dB 的衰减。值得注意的是，它对带外电磁波的反射并没有产生任何影响，因此隐身效果十分有限。

图 2. 2 贴片型 FSS 及其传输特性图 2. 3 孔径型 FSS 及其传输特性用背景的不同，对其技术参数的要求也不尽相带宽、极化稳定性、入射角稳定性等因素。而 响较大：构及尺寸。常见的 FSS 单元可以分为环形单元、[44]


本文编号：3069967