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等离子体隐身翼面的电磁散射特性研究

2012-07-20郑宏兴

天津职业技术师范大学学报 2012年4期
关键词:优化设计

成 丹,郑宏兴

(天津职业技术师范大学天线与微波技术研究所,天津 300222)

外形隐身和材料隐身技术是提高飞行器隐身性能的2个基本方法,但2种技术都有其局限性[1]。就飞行器设计而言,除了单纯使用上述技术外,可将减少飞行器电磁散射的手段扩展到整个部件结构,即将机体上某些强散射的部位,如翼面前、后缘和进气道唇口等部位设计成能吸收电磁波的隐身结构。本文将等离子体隐身技术应用于隐身翼面的结构设计中。分段等离子体隐身技术是利用等离子体与电磁波的相互作用来回避雷达探测系统的一种技术,具有不需改变飞行器外形、吸波频带宽、吸收效率高、使用维护方便、价格低廉等优点,一直受到国内外的广泛关注[2-4]。目前有2种典型的能有效产生等离子体包覆层的方法[5]:一是在飞行器上安装等离子体发生器;二是在飞行器的特定部位涂适量的放射性同位素。本文采用前一种方法设计了在机翼前缘内填充等离子体的隐身翼面方案,并用时域有限差分(FDTD)方法[6]对等离子体隐身翼面结构进行了优化设计。

1 FDTD迭代公式

各向同性媒质中麦克斯韦旋度方程为:

式中:μ0和ε0分别为真空中的磁导率和介电常数;εr、μr、σ和σm分别表示相对介电常数、相对磁导率、电导率和导磁系数根据Yee算法,或在直角坐标系中的某一场分量,在时间和空间域中的离散可表示为:

其中,上标n与时间离散点序列相对应;下标i,j,k与空间离散点序列相对应。式……

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