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天和防務四型超材料產品“隱身”第12屆中國航展

日期:2018年11月6日

2018年11月6日,第十二屆珠海航展盛大開幕,西安天和防務技術股份有限公司在其通信電子展區,以超材料技術與應用等戰略性新興產業為展示主線,展現了其作為戰略驅動型企業的科技引領作用。同時,還公開了其新近研發的F-01型頻率選擇表面、薄膜頻率選擇表面、動態波束調頻天線、鐵氧體基體材料等四型超材料產品。

超材料(英文為metamaterials)是一種特種復合材料或結構,通過對材料關鍵物理尺寸上進行有序結構設計,使其獲得常規材料所不具備的超常物理性質。超材料作為新興電磁材料科學研究領域,曾被美國《科學》雜志評價為過去十年人類最重大的十項科技突破之一,是電磁波調制的重要技術手段。

2015年6月,天和防務投資成立超材料研發中心,與在該領域具有領先水平的國內院校、科研院所展開“產學研”深度合作,依托子公司深圳市華揚通信技術有限公司在民用通訊、鐵氧體材料及元器件的技術實力及公司在微波領域的技術積累,積極開展超材料技術在雷達隱身、縮減RCS、提高天線及天線罩性能、基于新材料的結合動態調控等技術在航空航天、國防軍工領域和智能通信、民用航空等領域的應用研究。目前,多項研究已完成了成果轉化。在本屆航展上,天和防務就展示了新近研發的F-01型頻率選擇表面、薄膜頻率選擇表面、動態波束調頻天線、鐵氧體基體材料等四款超材料產品。

據了解,天和防務目前在積極探索基于新型材料的超材料及其應用。如鈦酸鍶鋇(BST)材料,作為一種鐵電移相材料,鈦酸鍶鋇具有低損耗、高調諧率的介電特性。在相控陣天線中,基于鈦酸鍶鋇的移相器具有較高的切換速度,高功率容量、低成本的特點。通過鈦酸鍶鋇材料和電磁表面材料的結合設計相控陣移相器、頻率可重構天線。

鐵氧體中的鐵磁共振可導致在某些微波頻段出現奇異的磁導率,以鐵氧體做基板可以為流延工藝合成周期結構超材料提供載體。并且,在微波頻段鐵氧體作為吸波材料具有吸率高、涂層薄和頻帶寬的特點。依托深圳華揚子公司,目前天和防務能夠實現新材料的實驗室制備和車間生產能力。

據現場工作人員介紹,其展出的超材料動態波束調控天線工作頻段: 9.5GHz—10.25GHz,帶內平均增益為11.8dBi。通過加載人工電磁表面將天線饋源與大口徑無源電磁表面相結合,可以實現波束的動態調控,有效地提高天線的整體性能。這種超表面結構具有調控電磁波的作用,對提高天線增益、小型化設計、多頻、拓寬頻帶、極化重構及改善方向圖技術方面有顯著的成效。基于相位調制的超材料波束掃描天線,由于尺寸小、重量輕、無需TR組件、掃描速度快、成本低廉等特點,有望在雷達系統中得到廣泛應用。

同時,基于超材料的電磁隱身表面層作為天線的覆蓋層,可提高貼片天線的定向性,也可以實現透波隱身,超越傳統折射、反射式隱身技術等,且有較寬的頻帶特性,能夠有效地降低彈體的雷達散射截面。同時,可以與傳統的吸波復合材料結合,制備出兼具“薄、輕、寬、強”的新型復合吸波材料,在彈體、飛行器整體或局部關鍵位置的隱身方面具有獨特的優勢。

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