[发明专利]一种金属背衬电磁吸波材料吸波阻抗计算的优化方法

说明书

技术领域

本发明涉及电磁吸波材料技术领域，尤其是一种金属背衬电磁吸波材料阻抗匹配的优化方法。 

背景技术

术语解释： 

①金属背衬雷达波吸波材料：如图1所示，吸波材料的电磁特性用磁导率μ'、μ''（μ'为实部，μ''为虚部）表征，和介电常数ε'、ε''（ε'为实部，ε''为虚部）表征；底层为金属背衬，材料厚度为t。 

②吸波特性：如图2所示，吸波特性曲线包含的重要参数有： 

1）峰值频率f₀，单位吉赫兹（GHz）；2）反射损耗RL，即电磁波的反射功率和入射功率之比，以分贝(dB)表示；3）吸收带宽△f，单位GHz。 

③完全匹配：吸波材料的波阻抗与相邻空气介质的波阻抗相等，即输入阻抗等于1状态，此时吸波性能最好。完全匹配点的反射损耗曲线如图3中反射损耗曲线(b)所示，在完全匹配点，吸波材料的厚度叫完全匹配厚度。 

④有限匹配：吸波材料的输入阻抗大于1或小于1，但存在吸收峰，此时吸波性能较好，但相对于完全匹配的反射损耗值小，有时甚至小很多。有限匹配反射损耗效果如图3中的曲线(a),(c),(d)所示。 

随着科学技术的发展，吸波材料被广泛应用于通讯，家用电器，计算机及国防军事领域。吸波材料能减小电磁干扰和电磁环境污染，改变目标对电磁波的反射性能，使武器平台的电磁波反射截面大大降低。 

在吸波材料的制备中，为了获得较好或最好的吸波性能，必须进行阻抗匹配的优化，找出该材料在确定频率下有限匹配及完全匹配状态的结构参数（厚度），以及各自对应的吸波特性曲线。 

现有技术：第一种方法： 

对铁氧体材料，日本Naito小组给出计算公式： 

t=c2πfμr′′---(1)]]>

其中t为样品厚度，c为光速，f为电磁波频率，μ_r″为样品磁导率虚部。 

所用的公式（1）是1971年日本Naito小组对铁氧体材料设定输入阻抗为1，作了很多近似之后导出的，不仅没有普遍性，且隐含了“磁损耗决定吸波特性”的概念，是一种误导。实际应用该方法进行材料设计的几乎没有，但在发表文章中至今仍常被引用。 

第二种方法： 

以传输线理论为基础的作图法。其理论公式为： 

Zin=ZZ0=μrϵrtanh[j(2πc)μrϵrft]---(2)]]>