[发明专利]一种基于缩比理论的高性能吸波体设计方法

权利要求书

1.一种基于缩比理论的高性能吸波体设计方法，其特征在于，包含：

S1、选取原型波段的高性能吸波体，基于对应的原型吸波材料，得到对应的电磁参数以及原型频率，该电磁参数包括介电常数和磁导率；

S2、根据多层材料的反射率计算理论，结合原型吸波材料的电磁参数以及原型频率分析其各层吸波材料的阻抗特征和变化规律函数，得到阻抗特征参数；

运用缩比理论构造与原型吸波材料形状相同的缩比材料，根据阻抗特征参数对各层吸波材料的缩比电磁参数和厚度进行理论设计；

S3、确定缩比频率系数和形状缩比因子，得出满足阻抗特性的材料配方；

S4、用材料配方构造出所需的高性能吸波体；

原型吸波材料为介电型吸波材料或磁性吸波材料，吸波微粒为碳系列吸收剂或铁系列吸收剂；

原型波段的高性能吸波体的吸波结构为立方锥结构，吸波体包括两层，上部分锥体和下部分柱体，上部分锥体高度H1、上部分锥体底面宽度L、上部分锥体角度θ＝2*arctan(0.5L/H1)，下部分柱体高度H2；

内部吸波微粒均匀分布，原型吸波材料整体对应的电磁参数包括介电常数ε_ph＝ε′_ph-jε″_ph和磁导率μ_ph＝μ′_ph-jμ″_ph，对应的原型频率为f_ph，ε_ph是复数介电常数、ε′_ph是介电常数实部、ε″_ph是介电常数虚部、μ_ph是复数磁导率，μ′_ph是磁导率实部，μ″_ph是磁导率虚部；

所述的步骤S2具体包含：

S21、根据多层材料的反射率计算理论，计算原型吸波材料各层吸波材料的等效电磁参数：

将立方锥结构的原型波段的高性能吸波体原型吸波材料等效为n层吸波材料，n层吸波材料均平行于材料底面，且每层吸波材料的结构形式为锥形台结构，每层吸波材料的分布为非均匀性的，顶层宽度为d_i，底层宽度为d_i+1，每层的高度为H1/n，通过CST仿真，得到每层材料对应的传输反射系数，进而根据NRW方法，计算出每层材料对应的等效电磁参数ε_n和μ_n，ε_n和μ_n分别为第n层材料的介电常数和磁导率；

S22、根据多层反射率的计算公式，计算原型吸波材料各层吸波材料的缩比电磁参数：

为保证反射率不变，保证各层吸波材料的表面阻抗和特征阻抗不变，即：

和在缩比前后保持不变；

式中，Z_n为第n层材料的特征阻抗，γ_n为第n层材料的传播常数，d_n为第n层材料的厚度，C为光速；

选取缩比系数为s，缩比频率为sf；

若缩比后的厚度为d_n/s，得到和保持不变，通过变换，即需要缩比前后μ_n和ε_n保持不变，此时对应的材料需要对吸波结构进行等效电磁参数设计；

若保持缩比后的厚度比例s′与缩比系数s不同，及缩比厚度为d_n/s′，此时需要保持和同时成立，化简为：

通过变化，ε^s_n＝ε_ns′/s，μ^s_n＝μ_ns′/s，得到缩比频率下对应的介电常数ε^s_n和磁导率μ^s_n；

S23、运用缩比理论构造与原型吸波材料形状相同的缩比材料，根据阻抗特征参数对各层吸波材料的缩比电磁参数和厚度进行理论设计。

2.如权利要求1所述的基于缩比理论的高性能吸波体设计方法，其特征在于，所述的步骤S2中：

缩比材料选用介电型吸波材料或磁损耗型材料。