吸波材料设计技术是获得高性能吸波材料的技术手段。主要包括电磁波在介质中传输特性的计算、混合介质等效电磁参数的估计和优化设计等。目前已达到工程应用水平。雷达吸波材料能很好的吸收电磁波,应该具备两个基本条件:
(1)当电磁波传播进入材料表面的滚动层时,可以使电磁波更大程度地进入材料内部。为了减少电磁波的直接反射,这就要求在设计时要充分考虑材料的电匹配特性。
(2)电磁波一旦进入材料内部并在其中传播,可以迅速且几乎衰减,这就要求在制备材料时要考虑其衰减特性。根据吸波材料的吸收原理,可分为吸收型和谐振型。无论何种类型,电磁波在材料中传播的衰减特性是复合材料吸波的关键。
对于薄层吸波材料,雷达波吸收机理多为波干扰,而对于多层结构吸波复合材料,电磁波的能量主要转化为热能而被吸收。电磁波的吸收与介电性质有关,而介电性质又与介质的极化有关。吸波材料在电磁波的作用下,还会发生电子极化、离子极化、转向极化和界面极化。但是,每一次极化都需要消耗能量。对于吸波材料,接口条件很重要。它有两层含义:
一,接口多;
二,每个界面都可以设计。当电磁波进入吸波材料,每个接口会出现三种主要情况。
三,即一部分能量被界面吸收,一部分能量通过界面传递到下一个界面,一部分能量被反射回来。
当反射部分遇到前面的界面时,上述三种情况也会发生,只是此时能量变小了。
以此类推,电磁波在吸波材料中传播的过程,其实就是多个不同振幅的波的往返传播,结果是电磁波注入到吸波材料家族中的能量被衰减,达到吸波的目的。这些不包括由于折射和散射造成的电磁波损失。