基于FDM技术的填充型阶梯结构宽频吸波体

作     者：叶永盛 刘沁锋 贾瑞鹏 丁迪 焦未冬 叶喜葱 吴海华 何恩义 

作者机构：三峡大学机械与动力学院 三峡大学石墨增材制造技术与装备湖北省工程研究中心 中国锻压协会 中国机械总院集团江苏分院有限公司 

出 版 物：《航空学报》 (Acta Aeronautica et Astronautica Sinica)

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：08[工学] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

基　　金：2022年产业技术基础公共服务平台(2022-232-223) 水电机械设备设计与维护湖北省重点实验室开放基金(2022KJX 05) 

主　　题：吸波体 石墨烯 电磁波 宽带吸收 等效阻抗匹配 

摘      要：宽带吸收是吸波体向实际应用发展亟需解决的难题。本文基于熔融沉积成型（FDM）技术制备吸波体壳体、以自制的rGO-Fe3O4/Ec复合微球为吸波剂，研究单元结构几何参数和各层材料层间分布对吸波性能的影响，通过归一化处理，分析等效阻抗匹配的变化特性。研究结果表明，该吸波体具有宽带吸收、极化无关特性和大角度吸收特性：该吸波体实物测试结果实现了2～18 GHz频段内99%带宽（2.1～18GHz）有效吸收（-10dB），两个反射损耗峰值的测试强度依次为-21.9dB、-24.1dB，与CST仿真的2～18GHz全频段有效吸收、峰值强度-20.6dB和-20.1dB的模拟结果相吻合;对于TE极化而言，当入射角度为40°时仍然能维持15GHz的有效吸收带宽，在50°时还能保持X、Ku波段的有效吸收。吸波体表现出的吸波性能归因于其合理的等效阻抗匹配调控，与此同时，其结构中梯度参数可显著增加电磁波的反射次数，充分利用了电磁波的衍射能力。