微波暗室用谐振型角锥吸波材料的研究

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1、大连理工大学硕士学位论文摘要本文提出一种以聚丙烯阻燃空心板为锥体外壳，中间填充聚苯乙烯泡沫塑料(EPS)颗粒为载体的吸波材料。EPS颗粒中有许多封闭的空腔，外表涂敷～层炭膜，具有较强的化学稳定性和水稳定性、良好的力学性能，可以作为一种理想的吸波材料。外壳材料采用阻燃聚丙烯空心板材，由于加入阻燃剂，极大提高了聚丙烯塑料的阻燃性。采用空心板降低了吸波材料的重量，满足吸波材料对于“轻”的要求。引用瑞利散射原理，分析了单体EPS球对电磁波的吸收。通过对散射截面和吸收截面计算公式的推导，分析了吸收性能的影响因素，包括频率、吸收体形状大小、EPS球大小

2、、含炭量。随着频率增加，材料吸收性能也增加。吸波材料具有最佳填充高度，小于该高度，随着高度增加吸收性能增大；超过该高度后，随着高度增大，材料的吸收能力没有明显变化。含炭量也有一最佳值，小于该临界值，随着炭含量增加吸收增强：如果超过这个临界值，电磁波较多的被反射导致吸收下降。随着EPS球变小，单位体积内球体的总表面积增大，吸收体的含炭量也将增大，所以EPS球大小对吸收性能的影响与含炭量的变化一致。材料的吸波性能主要由以上四个因素决定，各因素之间相互影响，相互制约，因此对于特定条件下的最佳因素组合，要具体问题具体分析。以填充后的吸收体为研究对象

3、，将其等效为一谐振腔，根据谐振腔理论分析各因素对它的影响。根据谐振频率公式，随着含炭量增加谐振频率降低，发生谐振的频率越低，吸收效果越好。但是前提是炭含量不能太大，如果大到电磁波无法穿过吸收体，谐振理论将不再适用。测试结果表明，对于平板填充材料，最佳工艺参数为：填充厚度4cm，炭粉含量4％，EPS球直径2mm。在8-12GHz范围内，吸收均在30dB以上，平均值在40dB以上，达到理想的吸收效果。锥体填充材料吸收性能测试结果表明，颗粒直径4mm，炭粉含量4％时吸收最好，吸收均在45dB以上，平均值在55dB以上，此时锥体高度500mm，随着

4、锥体高度增加，吸收将增大。根据阻抗匹配原理，将锥体内炭粉按照从锥顶到锥底逐渐增加呈阶梯分布，有效解决了阻抗匹配问题，减少了反射。并对两种阻抗渐变方式进行了比较。结果表明，采用不同粒径EPS颗粒的吸波材料吸收效果较好，高于未考虑阻抗匹配同类吸波材料5dB以上。关键词：谐振：角锥；EP$球；吸波材料吕述平；微波暗室用谐振型角锥吸波材料的研究StudyofElectromagneticWaveAbsorbingResonantPyramidsUsedinMicrowaveChambersAbstractAnelectromagneticwavea

5、bsorbingmaterialswitllfireretardantpolypropylenehollowplatesasi乜shellinwhichfilledwithcarboncoatedEPSiSstudiedinthepaper．Withmanyclosedcavains．theEPSspherecouldbeconsideredasaperfectabSOrberbaseforitslight-weight，high-intensity，goodchemicalstability、waterstabilityandmechan

6、icalproperty．Thefireretardancyofpolypropylenehollowplatesareimprovedgreatlywhenfireretardantisfilled．ThehollowstructurereducestheweightofmaterialsSOthattherequirementoflightismeteasily．nleRayleighscatteringtheoryisquotedtoanalyzehowsingleEPssphereabsorbselectromagneticwave

7、．Fromformulaofscatteringsectionandabsorbingsection，theinfluencingfactorsofabsorbingperformanceareanalyzedsuchasfrequency，sizeofEPS，sphere，contentofcarbonblack．Alongwithfrequencyincrease，theabsorbingperformanceenhancesgradually．Thereisanoptimalfillingheightforabsorber．Whenb

8、elowthisheight，absorbcapacityincreasesasheightadded．Aboveitabsorbcapacityhaslittlechangea