文档介绍：-
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各种吸波材料的比拟
Christopher L Holloway
沙斐翻译
一前言
最早暗室用途
吸波材料反射率的临界值R〔dB〕
军用标准
-6dB，正入射，50－250MHz
-10dB，正入射，>250MHz
抗扰度
-18dB，正入射，80-1000MHz
符合场均匀性要求
发射 3m 暗室
-18dB，正入射，30-1000MHz
符合归一化场地衰减
NSA的要求
-12dB，入射，30-1000MHz
发射10m 暗室
-20dB，正入射，30-1000MHz
-15dB，入射，30-1000MHz
由表可知：
吸波材料在斜入射时的反射率劣于正入射，所以暗室越窄长，对吸波材料的反射率要求越高〔例，3m法和110m法比拟〕。
对吸波材料的反射率要求，发射>抗扰度>军标。因为，NSA是与开阔场地的理论值相比拟，要求较严。NSA规定的允许值中只有是给暗室场地的。抗扰度对均匀场要室场互相比拟要求低一些，军标原本就没有硬性规定，测试距离又是1m，所以要求更低些。
对于斜入射反射率的测试，原先的大测试装置【7】－【10】只能用作正入射测试〔30－1000MHz〕，如果用拱形架测试【26】【27】斜入射也只能测>600MHz以上频段。美国NIST〔in Boulder CO〕已开发了一种装置，利用时域测量方法，可以测量30-1000MHz的斜入射反射率【28】－【30】。
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三．聚氨酯锥型吸波材料
锥的反射率已经可以很准确地用数值模型来计算，已采用有限元法、矩量法和有限差分技术【16】【17】【31】－【39】。这些技术计算精度高，但太精深，耗时长。【4】－【6】和【40】中研究了低频段〔即锥或楔型吸波材料的顶点之间的距离小于波长的频段〕电磁波的相互作用，提出利用"均质化方法〞把横截面为周期性变化的构造，看成是横截面是均匀的介质，从而可以用大家熟知的Riccati方程式的数字解法来求出平面波入射到该介质上的反射率。【4】【6】【14】【37】和【39】计算了锥型顶点间距小于1/2波长时的反射率。计算结果和实测很符合。
Riccati方程解法等效于计算一个分层区域的综合反射率，但是它需要一个微分方程的数值解法。然而，分层区域的反射率本可以用经典传输线方法得到【41】。本文将使用分层方法计算。
根据"均质化方法〞，电波在锥型吸波材料区域中的传播可以看成波在平面分层区域中传播。平面分层垂直于锥的轴向，设为Z。每层由周期性分布的吸波方块组成，如果吸波方块阵的周期小于波长和趋肤效应，于是各层可以被模拟为单轴向异性的材料，材料特性由【5】【40】给出。
〔3〕
式中，真空中的参数
吸波材料的实际参数
各层 z 方向的参数〔轴向〕
各层*、Y 方向的参数〔横向〕
〔注：当时，，〕
〔3〕式中，、是准确的
、是近似的，称为 Hashin-Shtrikman公式【42】
以上方程精度为5％【43】。
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平面波入射到一个轴向异性的分层区域时，各层的有效和由【5】【40】给出。
对于垂直极化( TE )〔4〕
式中，为入射角
对于平行极化 ( TM ) 〔5〕
所谓垂直极化〔TE〕是指电场与入射面垂直；
平行极化〔TM〕是指电场与入射面平行。
图1 标准聚氨酯锥〔氨基甲酸酯urethane〕示意图
【41】〔利用经典传输线理论〕Kong给出了分层区域的综合反射率
〔6〕
式中是指从区0和区1到区和区的总距离。是区和区间的反射系数，由下式给出：
〔7〕
对于TE 波
对于TM 波
式中是Z 方向区的传播常数，由下式给出
〔8〕
本文计算反射率时所用的材料参数来自于"附录〞，请查阅。
图2，正入射时的反射率，锥为：
图3，正入射时的反射率直径为：
渗碳加载10％、26％、34％，频率30——1000MHz
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8ft 锥比4ft锥的反射率至少低10dB。
图2 (4ft) 聚氨酯锥阵、三种不同渗碳