電磁吸波混凝土材料關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、信息化戰(zhàn)爭條件下,為了對抗電磁脈沖武器及雷達(dá)偵察監(jiān)視技術(shù)對指揮防護(hù)工程生存造成的嚴(yán)重威脅,克服當(dāng)前防護(hù)工程電磁防護(hù)方面存在的問題,開展了此項(xiàng)新型電磁防護(hù)材料研究。本文是作者在帶領(lǐng)課題組工作中所開展的研究工作。本文分別在吸波材料基礎(chǔ)理論研究、測試技術(shù)、電磁吸波混凝土研制等方面取得了突破性和創(chuàng)新性成果。論文的具體研究內(nèi)容和取得的主要成果如下:
　　 1)詳細(xì)分析了當(dāng)前防護(hù)工程在電磁脈沖防護(hù)和雷達(dá)隱身等方面存在的主要問題,提出了解決問

2、題的方法與對策,確立了本文的研究思路。2)從平面電磁波在吸波材料傳播的Maxwell方程出發(fā),推導(dǎo)了材料宏觀電磁參數(shù)達(dá)到阻抗匹配的條件,提出了電磁吸波材料阻抗匹配條件的一個(gè)關(guān)系式。該匹配關(guān)系式指出了材料達(dá)到匹配的條件,為高性能吸波材料研制提供了基本依據(jù)。3)首次應(yīng)用電磁場時(shí)域有限差分算法(FDTD)分別結(jié)合遺傳算法(GA)與粒子群優(yōu)化算法(PSO),研究了混合介質(zhì)等效電磁參數(shù)與組分電磁參數(shù)之間的關(guān)系,得到了混合材料等效電磁參數(shù)的計(jì)算方法

3、,與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)相關(guān)公式和經(jīng)驗(yàn)公式相比,該方法具有更高的計(jì)算精度和更寬的適用頻段。在此基礎(chǔ)上編制了計(jì)算機(jī)優(yōu)化輔助設(shè)計(jì)軟件,達(dá)到了對吸波材料計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的目的。4)研制了一套適合材料電磁屏蔽性能、反射特性、電磁參數(shù)測試的測試系統(tǒng),包括雷達(dá)吸波材料弓形反射率測試系統(tǒng)、矩形同軸測試系統(tǒng)、波導(dǎo)測試系統(tǒng)和帶法蘭的同軸探頭測試系統(tǒng),對其測試方法進(jìn)行了研究。5)提出了通過材料反射率的諧振特性測量電磁參數(shù)的一種新的自由空間法,這是對非磁性材料電磁參數(shù)測試

4、方法的豐富和突破。6)研究了電磁吸波混凝土的作用機(jī)理,揭示了材料的吸波機(jī)理,提出了完善材料特性的方法和措施。由此,給出了工程上選用低成本、高效能電磁吸波與屏蔽材料的原則與方法,并結(jié)合工程實(shí)際,給出了一種快速選材的方法。7)研制了一種電磁吸波混凝土材料。該材料結(jié)構(gòu)與功能一體化,集電磁屏蔽、雷達(dá)隱身功能和建筑結(jié)構(gòu)于一體,能夠起到工程整體電磁脈沖防護(hù),提高地下空間利用率,降低雷達(dá)偵察暴露征候的作用。具有顯著的軍事、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益顯著。8)在材

5、料研制中,詳細(xì)研究了影響材料電磁吸波特性和強(qiáng)度的各項(xiàng)因素。在電磁吸波混凝土的研究中,通過采用骨料電磁吸波礦物材料,成功解決了吸波混凝土材料電磁特性和力學(xué)性能兼顧的技術(shù)難題；通過材料配方和表面成型技術(shù)等,成功解決了普通屏蔽材料電磁反射率高的技術(shù)難題；通過材料復(fù)合技術(shù)和材料設(shè)計(jì),研究解決了混凝土類材料全頻譜范圍的電磁屏蔽問題；研究了電磁吸波混凝土在工程實(shí)際應(yīng)用關(guān)心的問題,有效解決了其耐腐蝕性、長期穩(wěn)定性、耐久性問題和安全性問題,使電磁吸波混