[发明专利]一种透波型复合材料缩比设计方法

说明书

本发明公开了一种透波型复合材料缩比设计方法，包含以下过程：通过优化缩比模拟材料的层数、各层的厚度以及各层材料的配方，使得电磁波以各个角度入射时缩比模拟材料的传输系数和反射系数皆能与理论缩比材料吻合，进而满足电磁散射特性缩比测量的要求。本发明具有突破缩比理论对缩比材料电磁参数和几何参数的严格限制，从而为推动缩比测试技术的发展作出贡献的优点。

技术领域

本发明涉及目标电磁散射特性缩比测量技术领域，特别涉及一种透波型复合材料缩比设计方法。

背景技术

缩比测试技术由于具有测试成本低、可控性强、稳定度高等优点，已成为获取目标电磁散射特性的重要手段。在缩比测量中，测试目标的缩比模型高精度构造是关键。复合材料具有质量轻、强度高等优势，并且电磁特性可调节，在目标中的使用比重越来越大。然而，复合材料往往具有复杂的电磁特性，工程上难以在缩比频率构造出与全尺寸复合材料电磁特性相同的模拟材料。因此，亟待研究出一种模拟缩比材料近似设计方法，从而解决复合材料缩比构造难题，实现高精度缩比模型的构造。

目标电磁散射特性高频近似计算方法表明，当目标表面反射系数相同时得到的散射场相同。因此，现有研究针对只有反射特性的复合材料提出了一种基于材料反射率的模拟缩比材料近似设计方法，有效地解决了这类复合材料缩比构造的困难。中国发明专利“一种磁性吸波贴片缩比模拟复合材料配制方法”(专利号：ZL201510817838.4)针对磁性吸波贴片通过反射率的优化设计获取缩比模拟复合材料的配方，实现磁性吸波贴片模拟复合材料构造。中国发明专利“基于电磁参数优化设计的缩比复合材料配制方法”(公开号：CN105224762A)根据宽角反射特性一致进行电磁参数优化设计，实现了隐身材料模拟缩比材料构造。中国发明专利“一种宽频缩比模拟复合材料配制方法”(公开号：CN106158198A)针对磁性吸波贴片通过多层材料反射率的优化设计获取宽频范围内缩比模拟复合材料的配方，实现磁性吸波贴片宽频缩比模拟复合材料构造。这些发明主要以背面带有金属衬底的复合材料为研究对象，设计过程中不考虑材料的透波特性。1992第12期《电子学报》期刊中公开文献“有耗目标电磁散射缩比测量的相似律研究”通过对金属板或球与介质板或球电磁电磁散射特性分析，针对有耗目标缩比模型提出了三个相似法则，它们除了可用于均匀、各向同性介质构成的散射体外，还可用于非均匀、各向异性介质的散射体，以及用这些介质涂敷的金属散射体，在这三个相似法则中，都是通过介质的反射系数修正缩比模型RCS与全尺寸模型RCS之间的关系，应用的目标对电磁波不具有透射特性。2009第30期《制导与引信》期刊中公开文献“水泥地面电磁缩比测试技术研究”针对介电型的水泥地面，通过介电常数设计得到与全尺寸水泥地面介电常数接近的模拟材料，并利用设计出的模拟材料制作了水泥地面缩比样本，对其电磁反射特性测试后初步验证配制出的模拟材料满足缩比测量要求，然而研究的水泥地面依旧不考虑其透波特性。

当电磁波照射到目标上透波型复合材料部分时，透射的电磁波经过多次反射后再次透过复合材料，因此，目标的电磁散射特性不仅与复合材料的反射特性有关，而且与复合材料的透射特性密切相关。

发明内容

本发明的目的针对透波型复合材料提出一种模拟缩比材料设计方法，根据透波型复合材料的传输系数以及反射系数进行缩比材料参数设计，优化出工程上能够实现的电磁参数和几何参数，实现突破缩比理论对缩比材料电磁参数和几何参数的严格限制，从而为推动缩比测试技术的发展作出贡献的目的。

为了实现以上目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种透波型复合材料缩比设计方法，包含以下过程：采用平面电磁波以多个角度对理论缩比材料进行照射，计算所述理论缩比材料在各个角度下的传输系数和反射系数；所述理论缩比材料的层数与厚度。

通过随机函数建立包含模拟缩比材料的层数、模拟缩比材料中各层的厚度以及各层材料所采用电磁参数的所述模拟缩比材料的电磁参数库。