双层梯度蜂窝吸波结构优化设计

作者：贺榆波; 杨青真; 施永强^*; 高翔; 王旭飞

来源：推进技术, 2022, 43(10): 427-435.

DOI：10.13675/j.cnki.tjjs.210348

• 梯度设计
• 双层蜂窝结构
• 吸波材料
• 反射率
• 优化设计
• 阻抗匹配
• 保收敛粒子群优化算法

为了提高蜂窝结构的吸波特性，设计了一种带蒙皮和金属底板的双层梯度蜂窝吸波结构，并利用Hashin-Shtrikman (HS)模型获得其等效电磁参数。在此基础上，以反射率低于-10dB的带宽最大为优化目标，利用保收敛粒子群优化算法（Guarantee Convergence Particle Swarm Optimization,GCPSO）对四种不同排序方案的双层梯度蜂窝吸波结构进行优化设计。结果表明，入射电磁波的角度和极化方式以及吸波材料的选择、排序和厚度对双层梯度蜂窝结构的吸波性能有很大的影响；不同入射角度下Transverse Magnetic (TM)极化时的吸波特性明显优于Transverse Electric (TE)极化，在入射角为60°时最为明显；对比四种方案优化结果显示，Case 1方案由于选用损耗角较小的吸波材料充当透波层，分布于蒙皮下面，而选用损耗角较大的吸波材料作吸收层，并置于吸波结构底层，因而具有最大的优化目标函数，吸波效果最佳，且蜂窝高度仅为具有相同吸波效果的Case 3方案的49.44%。因此，选择Case 1方案作为本文最终优化结果。

• 单位
  西北工业大学