论文部分内容阅读
电磁波在人们的日常生活以及国防和国家安全等方面均有广泛的用途。然而,电磁波也有一些负面效应,例如,移动电话的电磁信号会干扰到其他电子设备的正常使用,敌方雷达的会降低已方军事目标的存活率等等。因此,电磁波吸收材料或结构在军事和商业中有着重要的应用价值。一个优秀的电磁波吸收材料或结构要求具有吸波性能优良,质轻,低剖面,强度高,能适应各种应用环境等特点。典型的吸收结构是Salisbury屏。Salisbury屏是一个窄带的共振吸收器,只有当介质厚度为介质中波长的1/4的基数倍时,激励场能够在介质内形成稳定的驻波,使能量有效驻留在介质层内并使其损耗。这使得低频吸收材料的设计陷入困境,在实用中无法满足‘轻、薄’的要求。它的窄带特性可以通过一定的手段进行优化,比如将其制成多层的结构,但这带来的结果就是吸波结构也会变得过于庞大,大大削弱它的实用性。 电路模拟吸收体是另一种被广泛使用的吸波结构材料,它具有重量轻,耐温耐压,耐腐蚀,能适合各种极端环境等特点。常见的电路模拟吸收体一般由印刷在介质基底上的导电材料构成,通过改变导电材料的几何形状来调整电路结构的谐振频率来达到在特定频率段的吸收。这种吸收体在单层的情况下频宽比较窄,在做成多层结构后会显著拓宽它的频带,但这不仅会使整个的结构会变得臃肿,并且在实现上也更加困难。 针对吸波结构要求轻薄、吸收性能好的要求,本文着重研究了两种吸波结构的设计,利用优化算法优化吸波结构的吸波带宽以及在双极化下吸波结构的设计。主要的研究工作和结论如下: 1.三维微带线阵列吸波结构,研究了该吸波结构中的模式分析,阻抗匹配以及吸波结构的设计方法,并从实验上进行研究与改进,得出的结论与之前的理论相符。 2.研究了另一种基于平行板波导的电路模拟吸波结构,与微带线吸波结构类似的,分析了该吸波结构中的模式分析,阻抗匹配以及吸波结构的设计方法,并从实验上验证了这个吸波结构的性能。 3.三维吸波结构的双极化探究,通过优化算法设计了极化不敏感的三维吸波结构,并在实验上实现了2-5GHz上的双极化吸波结构。 4.粒子群算法在三维吸波结构参数优化中的应用 (1)、粒子群算法的介绍及在工程设计中的用途 (2)、粒子群算法在三位吸波结构参数优化中的应用,介绍不同的适应值函数在不同要求下的应用 (3)、粒子群算法在降低结构厚度中的应用,并作实验的验证。