宽带人工雷达隐身材料吸波机理研究

Artificial stealth materials has widely applications in areas such as radar target stealth, antenna design and electromagnetic protection etc. However, absorber based on traditional structures for the radar target stealth application is facing big challenges on absorbing frequency , bandwidth, bulky and poor flexibility and other practical problems. Fractal structures different from the traditional structures, it has self-similarity, can have a fine structures in any small scale , if it can be used in the design of microwave absorber combined with characteristics of surface fulling curves and will break through existing barriers. This project aims at these tough problems of design the artificial broadband radar stealth materials, a new broadband composite structure based on fractal curves and flexible magnetic material are proposed, in which new ideas combine new structure and material. The goal of the project is to research on design methods, theoretical modeling, absorbing mechanism of new broadband absorbing materials, through experiments to verify the feasibility of experiment design method. It will lay a solid theoretical foundation for solving the problems on working frequency, bandwidth, and flexible aspects of design methods of existing absorber.

人工隐身材料在雷达目标隐身、天线设计和电磁防护等领域具有广阔的应用前景，但基于传统结构的吸波体在雷达隐身应用时正面临着吸波频率高、吸波带宽窄、厚重和可塑性差等实际问题。分形结构不同于传统结构，它具有自相似性，在任意小的尺度上都能有精细的结构，这一性质如果结合表面填充曲线特性用到设计吸波体中可以突破现有的障碍。本课题针对宽带人工雷达隐身材料的设计，将新型结构与材料相结合，提出了基于分形曲线结构和柔性磁性材料结合的宽带复合结构；研究新型宽带吸波材料的设计方法、理论建模、吸波机理，通过实验验证设计方法的可行性；重点解决现有吸波体设计方法在工作频段、带宽和可塑性方面的问题。

超材料吸波体在雷达目标隐身、天线设计和电磁防护等领域具有广阔的应用前景，但基于传统结构的吸波体在雷达隐身应用时正面临着工作频率高、吸波带宽窄、厚重和可塑性差等实际问题。分形结构不同于传统结构，它具有自相似性，在任意小的尺度上都能有精细的结构，这一性质如果结合表面填充曲线特性用到设计吸波体中可以突破现有的障碍。本课题针对宽带人工雷达隐身材料的设计，通过结构设计、建模分析和参数反演等手段，完成了新型超材料设计及吸波机理的研究；针对宽带化、小型化和可塑性三方面关键性问题进行了深入研究；研制成功了系列适合不同应用背景应用的超材料吸波体（包括：分形结构双波段和三波段吸波器、分形结构低频段吸波器、超宽带吸波器和柔性基底薄型吸波器）；其中分形表面结构吸波体具有多频和宽带的效果优于现有平铺多层等方式的实现；低频段吸波体是对工作在甚高频段吸波体的有效小型化。针对433MHz波段的单元大小与波长之比为1/68，远远小于之前小型化设计；超宽带吸波体吸波频段范围覆盖了S、C、X和Ku波段，几乎包含了应用最广的雷达波段；柔性基底薄型吸波体具有超薄、轻便、低剖面等优点，可以广泛应用在曲面等复杂结构表面；实际制作并实验验证了提出的各类设计吸波体设计的可行性和降低复杂结构RCS 的有效性。重点解决了现有吸波体设计方法在工作频段、带宽和可塑性方面的问题。为超材料吸波体实际应用在雷达目标隐身和电磁防护等领域提供了解决方案。