一种蜂窝吸波结构的电磁散射特性仿真建模方法和装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112948980A(43)申请公布日2021.06.11(21)申请号202110348502.3(22)申请日2021.03.31(71)申请人北京环境特性研究所地址100854北京市海淀区永定路50号(72)发明人苟铭江杨明林(74)专利代理机构北京格允知识产权代理有限公司11609代理人张莉瑜(51)Int.Cl.G06F30/15(2020.01)G06F30/23(2020.01)权利要求书3页说明书11页附图3页(54)发明名称一种蜂窝吸波结构的电磁散射特性仿真建模方法和装置(57)摘要本发明涉及一种蜂窝吸波结构的电磁散射特性仿真建模方法和装置，方法包括：测量蜂窝吸波结构的电磁场得到第一电磁场表达；建立以吸波涂层的厚度值为调整量的蜂窝吸波结构的等效模型；计算等效模型的电磁参数的等效值并计算电磁场，得到第二电磁场表达；判断第二电磁场表达与第一电磁场表达的偏差；根据偏差调整吸波涂层的厚度，直至偏差小于或等于阈值，以最终调整的吸波涂层的厚度值作为吸波涂层的真实厚度。本发明通过开展计算与测试相结合的蜂窝吸波结构的电磁散射特性仿真评估研究，突破实际一体化仿真计算难题；并在此基础上，开展实际蜂窝吸波结构在不同场景下的等效电磁参数研究，为进一步简化计算，提高仿真效率提供有效支撑。CN112948980ACN112948980A权利要求书1/3页1.一种蜂窝吸波结构的电磁散射特性仿真建模方法，其特征在于，包括如下步骤：测量蜂窝吸波结构的电磁场，得到第一电磁场表达；建立以吸波涂层的厚度值为调整量的所述蜂窝吸波结构的等效模型；根据所述蜂窝吸波结构的各组成结构的电磁参数、体积分数，计算所述等效模型的电磁参数的等效值；以所述等效值计算所述等效模型的电磁场，得到第二电磁场表达；判断所述第二电磁场表达与所述第一电磁场表达的偏差是否超过阈值；若未超过阈值，则以当前所述吸波涂层的厚度值作为所述蜂窝吸波结构的吸波涂层的真实厚度；若超过所述阈值，则根据所述偏差调整所述吸波涂层的厚度，并更新所述第二电磁场表达，直至所述第二电磁场表达与所述第一电磁场表达的偏差小于或等于所述阈值，以最终调整的所述吸波涂层的厚度值作为所述蜂窝吸波结构的吸波涂层的真实厚度。2.根据权利要求1所述的蜂窝吸波结构的电磁散射特性仿真建模方法，其特征在于，所述蜂窝吸波结构的组成结构由内至外依次包括：空气柱、吸波涂层、蜂窝骨架。3.根据权利要求2所述的蜂窝吸波结构的电磁散射特性仿真建模方法，其特征在于，所述根据所述蜂窝吸波结构的各组成结构的电磁参数、体积分数，计算所述等效模型的电磁参数的等效值包括如下步骤：对所述空气柱与所述吸波涂层这两个结构建立第一等效结构；根据所述空气柱与所述吸波涂层的介电常数、体积分数，计算得到第一等效结构的介电常数；对所述第一等效结构与所述蜂窝骨架这两个结构建立第二等效结构；根据所述第一等效结构与所述蜂窝骨架的介电常数、体积分数，计算得到第二等效结构的介电常数；以所述第二等效结构的介电常数作为所述等效模型的电磁参数的等效值。4.根据权利要求3所述的蜂窝吸波结构的电磁散射特性仿真建模方法，其特征在于，所述根据所述空气柱与所述吸波涂层的介电常数、体积分数，计算得到第一等效结构的介电常数包括如下步骤：设垂直于蜂窝壁的方向为x方向，平行于蜂窝壁的方向为y方向，平行于蜂窝孔格的方向为z方向，对于正六边形蜂窝来说，x方向、y方向周期都设为a，所述空气柱的介电常数为ε0，所述吸波涂层的介电常数为εa，所述空气柱的体积分数为v1，所述吸波涂层的体积分数2222为v2，则有，v1+v2＝1；其中，v1＝t/p，g＝1‑t/p，所述空气柱与所述吸波涂层的面积比为t2/p2；对于z方向上，所述第一等效结构的介电常数为εp＝gεa+(1‑g)ε0；对于蜂窝的周期性结构，对于x方向上、y方向上，所述第一等效结构的介电常数为εx＝εy＝ε⊥，则有，5.根据权利要求1‑4中任意一项所述的蜂窝吸波结构的电磁散射特性仿真建模方法，其特征在于，所述以所述等效值计算所述等效模型的电磁场，得到第二电磁场表达包括以下步骤：根据有限元‑积分方程混合算法原理，建立以包围所述蜂窝吸波结构的闭合面S为边2CN112948980A权利要求书2/3页界，计算所述闭合面S的内部区域和外部区域的电磁场，所述内部区域的电磁场采用有限元方法计算，所述外部区域的电磁场采用边界积分方程方法计算。6.一种蜂窝吸波结构的电磁散射特性仿真建模装置，其特征在于，包括：测量模块，所述测量模块用于测量蜂窝吸波结构的电磁场，得到第一电磁场表达；建模模块，所述建模模块用于建立以吸波涂层的厚度值为调整量的所述蜂窝吸波结构的等效模型；第一计算模块，所述第一计算模块用于