各種吸波材料的比較ChristopherLHolloway沙斐翻譯一前百最早暗室（全電波）建于50年代，用于天線測量。吸波材料由動(dòng)物毛發(fā)編制而成，外涂一層碳，厚2英寸（5.08cm）。在2.4?10GHz正入射時(shí)，反射系數(shù)為-20dB。60年代，以上的吸波材料被新一代、由一定形狀的吸波材料所取代，正入射時(shí)反射系數(shù)為-40dB。目前普遍使用的聚氨酯錐體40年代就開始研究，60年代才有產(chǎn)品。正入射時(shí)的反射系數(shù)為-60dB。然而可使用的頻率范圍較高，要求錐體的厚度（尖頂?shù)交┲辽偈菐讉€(gè)波長。電-厚錐體的良好性能主要來源于錐體直接的良好多重反射。由于錐體的厚度大于波長，錐體的周邊反射入射波。波在相鄰的錐體間不斷的反射，再反射很多次。每次反射時(shí)總有一部分波被錐體吸收。因此，僅有小部分抵達(dá)錐體基座。基座吸收后到達(dá)金屬板，金屬板反射后又進(jìn)入錐體，再通過多重反射和吸收。最后從錐體的尖返回的波已是非常小了。電-厚錐體的最佳性能的獲得，依靠錐體內(nèi)滲碳加載的調(diào)節(jié)，要求碳負(fù)載足夠小，以便每次波反射時(shí)進(jìn)入錐體的波盡可能多，但滲碳加載又要足夠大，以便充分吸收進(jìn)入錐體的波的能量。半電波暗室最早用于70年代，作為開闊場地的替代場地，測量輻射發(fā)射。頻率范圍為30—1000MHz。但最早暗室中粘貼的典型的吸波材料厚度為3—6英尺（0.91—1.83m）。顯然在30MHz的頻率上，厚度不可能是幾個(gè)波長。因此暗室的頻率范圍被限制在90—1000MHz。30—90MHz頻段的吸波材料開發(fā)緩慢，因?yàn)闊o法預(yù)測和測量電-薄吸波材料（即厚度<1^）的性能，只能安裝上以后，測量暗室特性來判定。直至180年代中期，計(jì)算和測量技4術(shù)發(fā)展以后，對小型寬帶吸波材料的評估才成為可能。［4】一【6】中敘述了在理論模型中使用“均質(zhì)化方法”可以精確地計(jì)算吸波材料的反射特性。【7】一【10】中敘述了使用大測試裝置直接測小型寬帶吸波材料的反射特性。在整個(gè)30—1000MHz的頻段都要獲得小的反射率，則小型寬帶吸波材料必須使用錐形模型，它們在高頻段是電-厚模型，但在低頻段則是電-薄形材料。電波入射到電-薄型吸波材料上時(shí)，它們并不在乎吸波材料的實(shí)際幾何形狀是錐型還是楔型。相反，它們的行為就象照射到一固體媒質(zhì)上，該媒質(zhì)的有效8和從隨進(jìn)入媒質(zhì)的距離而變化。注意這是有效8和有效N和構(gòu)成吸波材料的實(shí)際8和從是不同的。最佳的吸波材料提供了從空氣阻抗到吸波材料基座的波阻抗的逐漸過渡。正確的滲碳加載可使大部分入射波穿透錐或楔，并在通過基座時(shí)被吸收。更進(jìn)一步調(diào)節(jié)滲碳可以使入射波被錐或楔反射的那一部分和從金屬板反射后從吸波材料中透出來的那一部分那互相抵消，這種抵消可以獲得非常小的反射率。顯然只能發(fā)生在較窄的頻率范圍。一般說來滲碳加載對電-厚和電-薄材料的要求是不同的，【6】因此對于工作頻率在30—1000MHz的小型寬帶吸波材料（錐或楔型），滲碳加載既要考慮高頻時(shí)的電-厚，又要考慮低頻時(shí)的電-薄情況。這是極富于挑戰(zhàn)性的。

60年代初期日本開發(fā)了電-薄型鐵氧體瓦作為聚氨酯錐型和楔型的替代物。由于瓦的吸波性能和空氣比較接近，在空氣一瓦片界面反射很小，入射波直接滲入瓦片。又因?yàn)橥咂瑢Υ艌鰮p耗大，所以滲入波被吸收。如有穿過瓦片的，則被金屬板反射，重又回到瓦片，被再次吸收。如還有穿出瓦片回到空氣中的，則可以象錐型和楔型吸波材料那樣，調(diào)節(jié)瓦片厚度，在一定的較窄的頻率范圍內(nèi)使其與瓦片直接反射到空氣中的那一部分相抵消。近年來，薄錐和楔(200—1000MHz)+鐵氧體瓦+介質(zhì)層(30—600MHz)構(gòu)成了超小型寬帶“混合”吸波材料在30—1000MHz獲得了很好的性能【14】【15】。本文將敘述吸波材料的反射率，包括全錐、絞錐、楔、鐵氧體瓦、鐵氧體格混合吸波材料，將討論它們的優(yōu)缺點(diǎn)及其應(yīng)用。二.吸波材料的反射率「E反射系數(shù)(reflectioncoefficient) 「=丁i反射率(reflectivity)R—20?log*r)(dB)對各種暗室需要什么樣的吸波材料，反射率如何，與暗室大小、形狀、用途有關(guān)。最可靠方法是先進(jìn)行預(yù)測分析。【16】一【20】敘述了在暗室內(nèi)部進(jìn)行麥克斯韋方程式的全三維解法。這里繪出一般指導(dǎo)表格，是根據(jù)以往的設(shè)計(jì)和實(shí)踐總結(jié)出來的。表一吸波材料反射率的一般指導(dǎo)表格暗室用途吸波材料反射率的臨界值R(dB)軍用標(biāo)準(zhǔn)-648,正入射，50—250MHz-1048,正入射，＞250MHz抗擾度-1848,正入射，80-1000MHz符合場均勻性要求符合歸一化場地衰減NSA的要求發(fā)射3m暗室-1848,正入射，30-1000MHz-12dB, 45。入射，30-1000MHz發(fā)射10m暗室-2048,正入射，30-1000MHz-15dB,45。入射，30-1000MHz由表可知：吸波材料在斜入射時(shí)的反射率劣于正入射，所以暗室越窄長，對吸波材料的反射率要求越高(例，3m法和110m法比較)。對吸波材料的反射率要求，發(fā)射＞抗擾度＞軍標(biāo)。因?yàn)椋琋SA是與開闊場地的理論值相比較，要求較嚴(yán)。NSA規(guī)定±4dB的允許值中只有±1dB是給暗室場地的。抗擾度對均勻場要求是室內(nèi)場互相比較要求低一些，軍標(biāo)原本就沒有硬性規(guī)定，測試距離又是1m,所以要求更低些。對于斜入射反射率的測試，原先的大測試裝置【7】一【10】只能用作正入射測試(30—1000MHz),如果用拱形架測試【26】【27】斜入射也只能測＞600乂出以上頻段。美國NIST(inBoulderCO)E開發(fā)了一種裝置，利用時(shí)域測量方法，可以測量30-1000MHz的斜入射反射率【28】一【30】。三,聚氨酯錐型吸波材料錐的反射率已經(jīng)可以很精確地用數(shù)值模型來計(jì)算，已采用有限元法、矩量法和有限差分技術(shù)【16】【17】【31】一【39】。這些技術(shù)計(jì)算精度高，但太精深，耗時(shí)長。【4】一【6】和【40】中研究了低頻段(即錐或楔型吸波材料的頂點(diǎn)之間的距離小于波長的頻段)電磁波的相互作用，提出利用“均質(zhì)化方法”把橫截面為周期性變化的結(jié)構(gòu)，看成是橫截面是均勻的介質(zhì)，從而可以用大家熟知的Riccati方程式的數(shù)字解法來求出平面波入射到該介質(zhì)上的反射率。【4】【6】【14】【37】和【39】計(jì)算了錐型頂點(diǎn)間距小于1/2波長時(shí)的反射率。計(jì)算結(jié)果和實(shí)測很符合。Riccati方程解法等效于計(jì)算一個(gè)分層區(qū)域的綜合反射率，但是它需要一個(gè)微分方程的數(shù)值解法。然而，分層區(qū)域的反射率本可以用經(jīng)典傳輸線方法得到【41】。本文將使用分層方法計(jì)算。根據(jù)“均質(zhì)化方法”，電波在錐型吸波材料區(qū)域中的傳播可以看成波在平面分層區(qū)域中傳播。平面分層垂直于錐的軸向，設(shè)為Z。每層由周期性分布的吸波方塊組成，如果吸波方塊陣的周期小于波長和趨膚效應(yīng)，于是各層可以被模擬為單軸向異性的材料，材料特性由【5】【40】給出。￡z=(1-g尤o+g￡a/z=(1-g)從0+g從a, 2(￡-￡)￡=￡1+g (^__)——to (1+g)￡+(1-g)￡ (3)o a從=從1+g—二巴一U—to[ 6(1+g)N+(1-g)"oa式中，￡oNo真空中的參數(shù)￡aN°吸波材料的實(shí)際參數(shù)￡zNz各層z方向的參數(shù)(軸向)￡tNt各層X、Y方向的參數(shù)(橫向)g=^ZL)(注：當(dāng)Z—L時(shí)，￡=￡=￡,N=N=N)(3)式中，￡jNz是精確的￡、N是近似的，稱為Hashin-Shtrikman公式【42】以上方程精度為5%【43】。平面波入射到一個(gè)軸向異性的分層區(qū)域時(shí)，各層的有效￡和N由[5】【40】給出。

efn）_? 呼sin29￡9 ￡ ooey N， 對于垂直極化（te）日—n式中，9為入射角u￡sin29N19/—N- 組y￡z 對于平行極化（TM）￡哨—￡x所謂垂直極化（TE）是指電場與入射面垂直；圖1標(biāo)準(zhǔn)聚氨酯錐（氨基甲酸酯urethane）示意圖【41】（利用經(jīng)典傳輸線理論）Kong給出了分層區(qū)域的綜合反射率r(e)-ej圖1標(biāo)準(zhǔn)聚氨酯錐（氨基甲酸酯urethane）示意圖【41】（利用經(jīng)典傳輸線理論）Kong給出了分層區(qū)域的綜合反射率r(e)-ej2kizdi~T-12（6）式中dn是指從區(qū)0和區(qū)1到區(qū)n和區(qū)n+1的總距離。「（0是區(qū)n-1和區(qū)n間的反射系數(shù)，由下式給出:1-p「 — (n—1)n(7)(n-1)n 1(7)(n-1)np="(n-1)z-(-—1)n -k(―:對于TE波skp— (n-1)zn———1)n sk(一":對于TM波式中knz是Z方向區(qū)n的傳播常數(shù)，由下式給出k(。)-8捫a)sJ°) (8)本文計(jì)算反射率時(shí)所用的材料參數(shù)來自于“附錄”，請查閱。圖2，正入射時(shí)的反射率，錐為：1.22m(4ft)=1.02m(40.16in)(L)+0.2m(7.87in)(D)圖3，正入射時(shí)的反射率直徑為：2.44m(8ft)=2.10m(82.67in)(L)+0.34m(13.33in)(D)滲碳加載10%、26%、34%,頻率30——1000MHz8ft錐比4ft8ft錐比4ft錐的反射率至少低10dB。圖2 1.22m(4ft)聚氨酯錐陣、三種不同滲碳加載的正入射反射率圖2和圖3顯示4ft錐最佳滲碳加載為34%,8ft錐為26%。錐的作用象阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)。滲碳負(fù)載量決定錐的有效特性阻抗。碳負(fù)載過高則阻抗變化(從自由空間到吸波材料基座)太陡峭，引起入射波從錐尖附近區(qū)域反射。反之，滲碳負(fù)載過低，則入射波透入錐體后不被

吸收，從而被金屬墻反射。圖4和圖5是正入射和45。入射時(shí)的反射率，長度分別為4ft和8ft,滲碳加載為26%(典型值)。圖3 2.44m(8ft)聚氨酯錐陣、三種不同滲碳加載的正入射反射率圖4的反射率(4ft錐)符合軍標(biāo)和抗擾度要求，在70-1000MHz符合輻射測試要求。這符合【3】German報(bào)告的結(jié)果，該報(bào)告敘述了35個(gè)半電波暗室，暗室使用錐體厚度0.9m(3ft)?2.0m(6.6ft測得NSA在90MHz以上與開闊場地基本相符。30 50 1(10 200川Q5DO I.M0FreqiMiiry(Mllz)0° 45。…“一L―圖41.22m(4ft)聚氨酯錐陣、26%滲碳加載和 斜入射時(shí)的反射率圖5的反射率(8ft錐)符合軍標(biāo)、抗擾度和3m法輻射測試要求(40?1000MHz)可見，錐體厚度以加一倍后，使40-70MHz頻段也符合了輻射測試要求。Holloway和Kuester【6】和Gibbons【44】曾經(jīng)證明在3m半暗室安裝8ft(2.44m)甚至6ft(1.83m)的錐體就可以在30-1000MHz內(nèi)使NSA達(dá)到±4dB的要求，只要適當(dāng)?shù)卣{(diào)整錐長L,而仍保證L+D=8ft，這時(shí)滲碳負(fù)載為典型值26%。圖6顯示了調(diào)整的結(jié)果，L的調(diào)整在30-40MHz內(nèi)對反射率的影響很大。FreqiLcncy(MHz)0。一45。…圖5 2.44m(8ft)聚氨酯錐陣、26%滲碳加載和 斜入射時(shí)的反射率圖62.44m(8ft)聚氨酯錐陣、各種傾斜長度(L)、26%滲碳加載的正入射反射率圖72.44m(8ft)聚氨酯錐陣、L=2.08m(6.82ft)、26%滲碳加載的45。斜入射反射率圖7顯示了8ft錐當(dāng)L=2.08m(6.82ft)時(shí)，26%滲碳負(fù)載時(shí)無論是正入射和斜入射都符合軍標(biāo)、抗擾度、3m法(30—1000MHz)輻射測試的要求。圖8聚氨酯絞錐圖示圖8聚氨酯絞錐圖示四絞錐(TWISTEDURETHANERYRMIDS)絞錐即把錐體轉(zhuǎn)45。組成錐體群，如圖8所示，可以節(jié)省材料。其有效材料特性如下【43】：8=8+g(8-8)(A—1)(1—f)—Aln1+fGt—1j，2(9)8Jm(A-1)(1-f)+ln|1+f(A-1(9)式中

f=2-f=2-、g=2L(-f=21--k L7(7\2

LkL780［彳［2kL78A=_0.8a圖9和圖10分別為4ft(1.22m)和8ft(2.44m)絞錐，26%滲碳負(fù)載的正入射和40°入射時(shí)的反射率，計(jì)算方法仍可采用第三節(jié)的分層法。由圖9可以看出4ft絞錐符合軍標(biāo)，但抗擾度和3m法輻射值在135—1000MHz中符合要求；8ft絞錐符合軍標(biāo)，但抗擾度和3m法輻射值在70—1000MHz中符合要求；雖然絞錐不如正規(guī)錐體好(圖4,圖5),但Gibbons【44】顯示采用不同幾何形狀和滲碳負(fù)載，絞錐可以優(yōu)化而獲得與標(biāo)準(zhǔn)錐同樣的反射率。Gibbons還敘述了用2.74m(9ft)絞錐可以達(dá)到軍標(biāo)、抗擾度、3m法、10m法的要求。31)5lj LOU 2i：n 500 I.OUilPixqutncy(Mllx)031)5lj LOU 2i：n 500 I.OUilPixqutncy(Mllx)0。，45。、“l(fā)…圖91.22m(4ft)聚氨酯絞錐、26%滲碳加載 和 入射的反射率IW JU：J300Frequency(MHzi圖10 2.44m(8ft)聚氨酯絞錐、26%滲碳加載0°和45°入射的反射率五.鐵氧體瓦和格鐵氧體瓦可以用經(jīng)典傳輸線方程來建模。背后為金屬墻的鐵氧體瓦的反射率為(10)(11)(12)式中d為瓦厚度，y式體傳播常數(shù)(13)(13)鐵氧體格（亦成華夫格）見圖11，也可用【5】所述的“均質(zhì)化”方法建模，但與錐體不同的是有效*,口不隨波的傳播變化（即與軸向無關(guān)），而且材質(zhì)是空氣和鐵氧體。圖11鐵氧體格（華夫格）結(jié)構(gòu)圖示Nakamura和Hirasawa[45]進(jìn)行了相同周期結(jié)構(gòu)的數(shù)值分析發(fā)現(xiàn)Hashin-Shtrikman上界（最大化）（由[42][43]給出）與鐵氧體格的周期性結(jié)構(gòu)的有效材料特性相關(guān)性很大,所以鐵氧體格的橫材料特性可以近似為：8=8+ 1-gta1q+

￡-s2s

0aa=日+——hi—— （14）ta1q+『匕2匕式中：g2（格的尺寸），填充系數(shù)Q為鐵氧體材料的實(shí)際復(fù)參數(shù)z與（3）式相同，即10

8=(1-g)￡0+g￡(3)式中g(shù)=Nz=(1-g)%+gNa(3)式中g(shù)=… 0。 … 0。 45。……圖126.38mm（0.25in）鐵氧體瓦和 入射的反射率以上橫截面參數(shù)可以代入（12）式求得鐵氧體格的反射率。如果14）中的材料參數(shù)與Keller定標(biāo)理論互相交換（？）則（3）就得到Y(jié)（Hashin-Shtrikman下界，由【42】【43】給出）。圖12為鐵氧體瓦（材料特性見附錄）的反射率，600MHz以下性能很好，600MHz以上就變壞，可符合軍標(biāo)、抗擾度和3m法（＜600MHz）。鐵氧體格的反射率與填充系數(shù)g密切相關(guān)，格比瓦的好處在于g可以改變，使反射率最小點(diǎn)落在所需頻率上。格的頻率范圍可以超過瓦，只要精心設(shè)計(jì)厚度d、填充系數(shù)g、鐵氧體材料特性。圖13顯示了18mm厚，g=0.725的格的最佳反射率（材料參數(shù)見【47】），正入射和45°入射，反射率符合軍標(biāo)、抗擾度、3m法（30?1000MHz）。ILIM一 … …-0。 45。……圖1318mm厚，g=0.725的格、7%滲碳加載的 和 入射的反射率11

圖14聚氨酯錐和鐵氧體瓦混合吸波材料圖示六.混合吸波材料小錐體在200MHz以上有很小的反射率，而鐵氧體瓦在600MHz以下有較好的性能，所以可把二者結(jié)合起來，從而在全頻段都可達(dá)到較好的反射率，稱混合吸波材料。分析混合吸波材料時(shí)，可用(3)的有效材料特性分析錐體，用第五節(jié)的方法分析瓦。圖15顯示正入射時(shí)的反射率，混合吸波材料0.616m(2.02ft)=0.61m(2ft)錐(7%，26%滲碳加載)+6mm(0.24in)鐵氧體瓦。圖中又畫出了單錐單瓦的反射率。由圖可知，7%錐和瓦的組合可以符合全頻段反射率的需要。單錐單瓦都不行，26%錐和瓦的組合200MHz以下也不符合，這就可以看出錐和瓦組合時(shí)匹配的重要性。圖16是7%錐和瓦的組合時(shí)正入射和45°斜射時(shí)的反射率，符合全頻段要求。圖150.612m(2.02ft)錐/鐵氧體瓦混合吸波材料(瓦厚6mm)的正入射反射率混合吸波材料也可由絞錐和瓦組成，反射率計(jì)算可用(9)式的有效材料特性參數(shù)。0.61m(2ft)絞錐和6mm(0.24in)瓦的組合，反射率和圖15、16非常接近。12

圖16圖150.616m(2.02ft)錐/鐵氧體瓦混合吸波材料(瓦厚6mm)0°和45°入射的反射率圖15和16的反射率是由商用錐和瓦計(jì)算得到的，10m法所需的低反射率可以通過系統(tǒng)的改變材料特性和尺寸的方法獲得。七.楔和瓦混合吸波材料楔的模型在【6】【40】中敘述，對于特殊的極化情況楔比錐更好，于是人們想到在混合吸波材料中把楔的方向交叉安排，如圖17所示，可能使性能更好。圖17楔交叉陣圖示【5】【40】給出了楔的有效材料特性參數(shù)如下：￡T=(1-g)￡T+g￡T口-1=(1-g)^-1+g口-1 (15)x 0 a式中g(shù)=%， ￡°、Na為楔的實(shí)際復(fù)參數(shù)。上述(15)式是對應(yīng)于楔安排在同一方向的情況，NevardandKeller【48】給出了楔方向交叉安排時(shí)的修正，指出周期對的2維異性介質(zhì)的電導(dǎo)率。是位置的函數(shù)，可由下式給出13

o=ooeff112同理可認(rèn)為：￡二心￡日t=q^TT一 、一. .... ... . 0。45一 、一. .... ... . 0。45。一圖180.61m(2ft)交叉安置的楔，10%滲碳負(fù)載，與6.38mm(0.25in)鐵氧體瓦組成的混合吸波材料的和入射的反射率圖18顯示了0.61m(2ft)交叉安置的楔，10%滲碳負(fù)載，與6.38mm(0.25in)鐵氧體瓦組成的混合吸波材料的反射率，包括正入射和45°斜射。這些反射率符合軍標(biāo)，但抗擾度和3m法僅在300?1000MHz符合。然而，通過優(yōu)化材料特性和楔的尺寸，可以滿足全頻段需要【15】。八.瓦和介質(zhì)層圖12、13顯示鐵氧體瓦和格在600?1000MHz時(shí)的反射率惡化，但只要在鐵氧體和金屬板之間加一層介質(zhì)，如圖19所示，就可以解決該問題，使反射率減小。圖20顯示了5.0mm(0.2in)瓦背面加9.53mm(3/8in)、12.7mm(1/2in)和19.05mm(3/4in)厚的商用膠合板，設(shè)介電常數(shù)為2.0時(shí)的正入射的反射率。由圖可知這種組合在600MHz以上的反射率沒有惡化。圖21顯示了瓦/介質(zhì)層對不同瓦厚度的正入射的反射率，瓦厚度影響反射率并且影響最14小值的發(fā)生頻率。介質(zhì)層厚1.27cm(1/2in),瓦厚4、5、6、7mm。a"冷 ：冷u 柏口sncFt叼KKyI-9.53eeL12.7irim1=1905imiin圖205.0mm(0.2in)瓦、各種厚度的介質(zhì)層組成的的混合吸波材料正入射的反射率lmjurvu:y(M|b)圖21介質(zhì)層厚1.27cm(1/2in)、各種厚度的鐵氧體瓦組成的混合吸波材料正入射的反射率F型U2M,(hlllx)圖225mm(0.2)瓦加1.27cm(1/2in)膠合板0°和45°入射時(shí)的反射率15圖22顯示了正入射和45°斜射時(shí)的反射率，瓦厚5mm(0.2in),介質(zhì)厚1.27cm(1/2in)。仍不符合3m法要求。九.錐加瓦加介質(zhì)層瓦加介質(zhì)層的斜射特性可以通過錐加瓦加介質(zhì)層來改善，如圖23所示。圖24是這種混合吸波材料的正入射和45°斜射時(shí)的反射率。圖中小錐為0.64m(2ft),7%滲碳加載，力口6mm(0.24in)瓦和1.27cm(1⑵n)的膠合板，反射率可以符合軍標(biāo)，抗擾度和3m法輻射要求。圖25中尺寸相同，但小錐碳負(fù)載為26%,可以看出低頻段30?200MHz反射率加大，說明碳負(fù)載過大，使入射波被錐體反射而不是被瓦吸收。圖23錐/鐵氧體/介質(zhì)層混合吸波材料的圖示圖240.61m(2ft)錐(7%滲碳加載)+6mm(0.24in)瓦+1.27cm(1/2in)膠合板的混合吸波材料的反射率16

圖250.61m(2ft)錐(26%滲碳加載)+6皿皿(0.24)鐵氧體瓦+1.27cm(1/2in)膠合板的混合吸波材料的反射率圖26錐/鐵氧體/介質(zhì)層(在錐和鐵氧體間加入三層氨基甲酸乙酯(urethane))的混合吸波材料的反射率可以進(jìn)一步改善這種結(jié)構(gòu)，即再在錐和瓦之間加若干層聚氨脂材料。圖26是小錐加三層不同材料特性和厚度的聚氨脂層加瓦加介質(zhì)層的正入射和45°斜射的反射率。如各部分調(diào)節(jié)得好，符合10m法要求也不成問題。十.各種吸波材料的布置典型的標(biāo)準(zhǔn)錐和絞錐在100?1000MHz有較低的反射率，他們的厚度至少大于2/4。鐵氧體瓦在30?600MHz性能較好，他們的組合可在30?1000MHz寬帶范圍內(nèi)獲得良好的反射特性。錐體的斜射反射率比鐵氧體瓦小，因?yàn)殄F體可以看成分層結(jié)構(gòu)，每層都有不同的材料特性，對于斜射波就象一個(gè)阻抗交換網(wǎng)絡(luò)。這種機(jī)理已經(jīng)被用來設(shè)計(jì)對某些特殊角度具有最優(yōu)性能的吸波材料。【50】敘述了一種吸波材料可以獲得非常好的斜射反射性能，吸波材料使用多層不同厚度和介電常數(shù)的介電層。比較圖12、15和16可以看出，錐/瓦，比單瓦的性17能有所改善。瓦的高頻性能可以在瓦和金屬墻間簡單插入一塊介質(zhì)層來改善，圖20、22說明反射率在600MHz以上低于-20dB。【51】一【54】指出采用多層設(shè)計(jì)可以獲得更寬的頻率性能。介質(zhì)層能調(diào)節(jié)吸波材料使之改善高頻性能，通過改變介質(zhì)層和瓦的厚度吸波材料可以調(diào)節(jié)到針對某個(gè)頻段改善反射特性，如果想抑止某個(gè)尺寸的暗室中發(fā)生不需要的諧振頻率，這一點(diǎn)很重要。圖22、24說明在瓦/介質(zhì)層前放一個(gè)小錐，在500-1000MHz反射率變壞，但30—80MHz性能卻得到改善。從本文給出的結(jié)果來看，不同的吸波材料的性能變化很大，那么“對一個(gè)特定的暗室，應(yīng)該采用什么樣的吸波材料？”該問題無確定答案，但對于常用的一些暗室（軍標(biāo)、抗擾度、發(fā)射），以下將給出一些選擇吸波材料的指南：軍標(biāo)測量用暗室是三者中最易符合的，要求是（見表1）正入射反射率在50MHz—250MHz為-6dB,250MHz以上為-10dB。如果暗室測量在1GHz以下，僅使用鐵氧體瓦就可滿足要求。注意對某些商用鐵氧體瓦，可能需要一層介質(zhì)層（例膠合板）來提匐GHz附近的性能。目前有些軍標(biāo)暗室要求30Hz—18GHz,則需使用商用混合吸波材料，以滿足寬帶要求，這時(shí)鐵氧體瓦和錐體的匹配應(yīng)十分注意。鐵氧體在1GHz以下工作良好，小錐體在1GHz以上工作良好。但當(dāng)二者組合時(shí)，如不注意“匹配”則1?5GHz可能發(fā)生很大的反射。抗擾度測量暗室根據(jù)表1,正入射反射率在80—1000MHz時(shí)應(yīng)小于-18dB。小錐（標(biāo)準(zhǔn)或絞錐）和瓦的組合可以符合要求。圖20表明瓦/介質(zhì)層也可滿足要求，而且由于沒有小錐可以省錢。抗擾度暗室的頻率上限可以擴(kuò)展到3GHz,錐/瓦結(jié)果可以達(dá)到3GHz、-18dB反射率的要求，更重要的是瓦/介質(zhì)層結(jié)構(gòu)只要適當(dāng)選擇瓦厚和介質(zhì)層厚度也可達(dá)到要求。有些新的開發(fā)中的鐵氧體格也可能達(dá)到要求。三者中最困難的是用于輻射測量用的暗室。根據(jù)表1,45斜入射的反射率3m法要求-12dB,10m要求-15dB。單瓦或瓦/介質(zhì)層都無法滿足要求，因?yàn)樗鼈兊男鄙涮匦院懿睢Ｋ砸话悴庞瞄L錐體或小錐/瓦/介質(zhì)層的吸波材料。由于長錐體價(jià)格貴，常采用后者。圖24、26顯示這種混合吸波材料在全頻段具有很好的斜射特性。很多暗室都安裝這種吸波材料。有些暗室使用大的交叉楔型混合吸波材料。鐵氧體格可以符合3m法要求（見圖13）,然而還沒見可以符合10m法要求的格。目前有一些新的吸波材料結(jié)構(gòu)正在開發(fā)用于EMC暗室。例如中空錐體【36】和薄瓷層【51】一【54］。最有意思的一種正在研發(fā)的吸波材料是chiral材料【55】一【57］，把手性chiral）吸波材料（譯注：手性材料（chiralmaterial）——是指一種物體與其鏡像不存在幾何對稱性且不能通過任何操作使之與其鏡像相重合的現(xiàn)象，具有手性特性。）30—1000MHz目前還不太成熟，但把它和本文中的其他吸波材料結(jié)構(gòu)相結(jié)合，就有能力在很寬的頻率范圍中具有很低的反射率。十一結(jié)論本文給出了用于軍標(biāo)、抗擾度、輻射測量暗室的吸波材料的一般反射率要求。目的是選擇合適的吸波材料。但該要求僅是通用指南，暗室的特性與其尺寸有關(guān)。例如尺寸的改變就可以改變室內(nèi)的諧振頻率，這可能改變抗擾度的要求。又例如，暗室變寬一點(diǎn)則對輻射暗室斜入射的要求可能松一點(diǎn)。符合這些要求并不能完全保證暗室指標(biāo)合格，最可靠的辦法是在建造暗室前進(jìn)行暗室內(nèi)部麥克思韋方程式的三維分析。本文所繪的反射率都是由錐、斜模型、鐵氧體格和交叉楔模型計(jì)算得到。這些模型比較簡單可以在一般計(jì)算機(jī)上完成。本文研究的各種不同吸波材料都基于商用材料，如果這些結(jié)18

構(gòu)合材料性能可以改變，則可能獲得更好的結(jié)果。附錄表2是用于本文計(jì)算的鐵氧體瓦的材料特性參數(shù)。表3是聚氨酯吸波材料的材料特性參數(shù)，它們都是商用材料參數(shù)可從廠家得到。聚氨酯吸波材料頻率(MHz)7%滲碳加載10%滲碳加載26%滲碳加載34%滲碳加