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吸波材料工作原理详解

吸波材料工作原理详解

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图1 为吸波材料的吸波原理示意图。当电磁波垂直入射到吸波材料表面时,部分电磁波被反射回去;其余部分进入材料内部,并在电磁波传播过程中通过传导电流损耗、介电损耗和磁损耗等机制将电磁能转换成热能耗散或使电磁波因干涉而衰减;部分未被耗散或衰减的电磁波在自由空间与吸波涂层表面和涂层底面与金属板界面之间发生反射,来回反射过程中又有部分电磁波被吸波涂层吸取衰减,未被衰减部分则穿过涂层上表面再次返回自由空间。

一般来说,若要实现电磁波的高效吸取必须满足两方面基本条件:(1) 入射电磁波最大限度地进入材料内部而不在材料表面发生反射,即材料的匹配特性。当电磁波入射到材料表面,能否进入材料并且以多大比例进入材料内部完全取决于材料和自由空间界面的输入波阻抗。也就是说,只有当材料的波阻抗与自由空间的波阻抗相匹配时,入射电磁波才能较大程度地进入材料内部;(2) 进入材料内部的电磁波能迅速被吸取并衰减,即材料的衰减特性,换言之,就是要求材料具有很高的电磁损耗特性。

实现第一个条件的方法是创造特殊的边界条件使入射电磁波在材料介质表面不被反射而尽可能进入材料内部。最简单的情况是电磁波从自由空间垂直照射到介质表面。

实现第二个条件则要求材料具有很高的电磁损耗性能,即电磁波进入材料后要迅速被吸取并衰减,这与材料本身物理性质有关。

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