陶瓷基单屏频率选择表面工艺研究

发布时间：2017-06-06 05:13

  本文关键词：陶瓷基单屏频率选择表面工艺研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着雷达天线系统在国防领域的迅速发展,越来越多的军事目标都难以逃脱被雷达天线捕捉的命运,在现代军事斗争中,各国为了隐藏自己的军事行动,正在积极寻求一项能够躲避雷达天线的电磁隐身技术,频率选择表面(Frequency Selective Surface,简称FSS)作为一项关键技术已经成为世界各国的研究热点。FSS在实际应用中主要以内嵌的方式与天线罩相结合组成FSS天线罩。FSS天线罩除了具备天线罩本身所具备的所有功能之外,同时还具备频率选择特性,能够有效降低雷达散射截面,实现飞行器对电磁波的隐身。近年来由于飞行器飞行速率的大幅提高,有机材料天线罩已不再能适应飞行器在高速飞行中产生的高温环境,具有频率选择性能,同时又能够抗高温、耐热冲击且机械强度较高的陶瓷FSS天线罩作为新一代的隐身天线罩成为了研究热点。本文主要研究了可以作为陶瓷天线罩候选材料的改性石英陶瓷,并研究了以改性石英陶瓷作为加载介质制备平板陶瓷基单屏FSS的工艺流程,同时对陶瓷基多屏FSS做了一定的理论仿真设计研究,具体工作如下:首先,以Li2O-K2O-Al2O3体系对纯石英陶瓷进行掺杂改性,研究了其作为天线罩材料所必须要考虑的基本性能:介电、力学与热学性能。在14 GHz的测试频率下,改性石英陶瓷的最优介电常数与介电损耗分别为4.37与0.0038。抗弯强度最高可达163 MPa,与纯石英陶瓷相比有大幅提高,同时改性石英陶瓷在烧结过程中由于大量玻璃液相的产生,提高了陶瓷结构的致密性,使其具备一定的抗雨蚀和沙蚀能力。其次,以改性石英陶瓷作为加载介质,研究制备平板陶瓷基单屏频率选择表面的HTCC工艺。为了找到适合轧膜工艺的粘结剂,一共试验了四种粘结剂体系,最终确定美国首诺公司生产的B79型聚乙烯醇缩丁醛为最合适的粘结剂,从而解决了轧膜与排胶难题。接着研究了分别以钼锰金属电极、氧化锌半导体电极和二硅化钼电极印刷FSS图形的烧结工艺,并成功解决了叠层样品分层、起泡、开裂等烧结难题,制备出了可测试的实物样品。最后,对X波段带通型多屏陶瓷FSS的仿真设计与优化进行了初步研究,以传统FSS单元为基础进行单元结构与介质加载结构的重新设计,共介绍了五十字形FSS、环五十字形FSS、雪花形FSS及天线-滤波器-天线FSS(AFA-FSS)四种设计方案,其中以AFA-FSS的频率选择性能为最优。
【关键词】：频率选择表面 石英陶瓷 改性 隐身天线罩 仿真
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TQ174.7;TN820.81
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-20
• 1.1 研究背景及国内外研究现状10-13
• 1.1.1 频率选择表面的基本概念与应用10-12
• 1.1.2 频率选择表面的发展及国内外研究现状12-13
• 1.2 陶瓷天线罩材料概述13-17
• 1.2.1 天线罩材料体系发展概况14-15
• 1.2.2 陶瓷天线罩生产工艺概况15-17
• 1.3 FSS天线罩研究现状17-18
• 1.4 论文的研究意义及作者的主要工作18-20
• 第二章 FSS基本理论20-28
• 2.1 FSS的基本特性20-25
• 2.1.1 FSS的工作机理20-22
• 2.1.2 FSS性能的主要影响因素22-25
• 2.2 栅瓣和wood奇异现象25-27
• 2.2.1 栅瓣现象25-26
• 2.2.2 wood奇异现象26-27
• 2.3 小结27-28
• 第三章 改性石英陶瓷性能研究28-34
• 3.1 实验设计28-29
• 3.1.1 实验原料28
• 3.1.2 实验设备28-29
• 3.1.3 工艺流程29
• 3.2 实验结果分析29-32
• 3.2.1 物相及形貌分析29-31
• 3.2.2 密度、抗弯强度及介电性能31-32
• 3.2.3 热膨胀系数32
• 3.3 小结32-34
• 第四章 陶瓷基单屏FSS制备工艺研究34-61
• 4.1 改性石英陶瓷粉体的制备34
• 4.2 轧膜工艺及粘结剂配方摸索34-44
• 4.2.1 轧膜工艺34-35
• 4.2.2 粘结剂配方摸索35-44
• 4.3 排胶与烧结工艺研究44-60
• 4.3.1 排胶44-47
• 4.3.2 烧结47-58
• 4.3.3 样品测试58-60
• 4.4 小结60-61
• 第五章 X波段带通型多屏陶瓷FSS的仿真设计与优化61-72
• 5.1 仿真工具与仿真流程简介61-62
• 5.2 五十字形双屏FSS的仿真与优化设计62-65
• 5.3 环五十字形双屏FSS的设计65-67
• 5.4 雪花形双屏FSS的设计与仿真67-68
• 5.5 天线-滤波器-天线结构FSS的仿真与设计68-70
• 5.6 小结70-72
• 第六章 结论72-74
• 致谢74-75
• 参考文献75-80
• 攻读研究生期间取得的成果80-81

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 乔学增;李姣;李昱科;骆兴芳;;一种可调复合单元频率选择表面的设计[J];江西师范大学学报(自然科学版);2011年01期

2 徐永顺;别少伟;江建军;徐海兵;万东;周杰;;含螺旋单元频率选择表面的宽频带强吸收复合吸波体[J];物理学报;2014年20期

  本文关键词：陶瓷基单屏频率选择表面工艺研究，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：425463