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天和防务四型超材料产品“隐身”第12届中国航展

日期:2018年11月6日

2018年11月6日,第十二届珠海航展盛大开幕,西安天和防务技术股份有限公司在其通信电子展区,以超材料技术与应用等战略性新兴产业为展示主线,展现了其作为战略驱动型企业的科技引领作用。同时,还公开了其新近研发的F-01型频率选择表面、薄膜频率选择表面、动态波束调频天线、铁氧体基体材料等四型超材料产品。

超材料(英文为metamaterials)是一种特种复合材料或结构,通过对材料关键物理尺寸上进行有序结构设计,使其获得常规材料所不具备的超常物理性质。超材料作为新兴电磁材料科学研究领域,曾被美国《科学》杂志评价为过去十年人类最重大的十项科技突破之一,是电磁波调制的重要技术手段。

2015年6月,天和防务投资成立超材料研发中心,与在该领域具有领先水平的国内院校、科研院所展开“产学研”深度合作,依托子公司深圳市华扬通信技术有限公司在民用通讯、铁氧体材料及元器件的技术实力及公司在微波领域的技术积累,积极开展超材料技术在雷达隐身、缩减RCS、提高天线及天线罩性能、基于新材料的结合动态调控等技术在航空航天、国防军工领域和智能通信、民用航空等领域的应用研究。目前,多项研究已完成了成果转化。在本届航展上,天和防务就展示了新近研发的F-01型频率选择表面、薄膜频率选择表面、动态波束调频天线、铁氧体基体材料等四款超材料产品。

据了解,天和防务目前在积极探索基于新型材料的超材料及其应用。如钛酸锶钡(BST)材料,作为一种铁电移相材料,钛酸锶钡具有低损耗、高调谐率的介电特性。在相控阵天线中,基于钛酸锶钡的移相器具有较高的切换速度,高功率容量、低成本的特点。通过钛酸锶钡材料和电磁表面材料的结合设计相控阵移相器、频率可重构天线。

铁氧体中的铁磁共振可导致在某些微波频段出现奇异的磁导率,以铁氧体做基板可以为流延工艺合成周期结构超材料提供载体。并且,在微波频段铁氧体作为吸波材料具有吸率高、涂层薄和频带宽的特点。依托深圳华扬子公司,目前天和防务能够实现新材料的实验室制备和车间生产能力。

据现场工作人员介绍,其展出的超材料动态波束调控天线工作频段: 9.5GHz—10.25GHz,带内平均增益为11.8dBi。通过加载人工电磁表面将天线馈源与大口径无源电磁表面相结合,可以实现波束的动态调控,有效地提高天线的整体性能。这种超表面结构具有调控电磁波的作用,对提高天线增益、小型化设计、多频、拓宽频带、极化重构及改善方向图技术方面有显著的成效。基于相位调制的超材料波束扫描天线,由于尺寸小、重量轻、无需TR组件、扫描速度快、成本低廉等特点,有望在雷达系统中得到广泛应用。

同时,基于超材料的电磁隐身表面层作为天线的覆盖层,可提高贴片天线的定向性,也可以实现透波隐身,超越传统折射、反射式隐身技术等,且有较宽的频带特性,能够有效地降低弹体的雷达散射截面。同时,可以与传统的吸波复合材料结合,制备出兼具“薄、轻、宽、强”的新型复合吸波材料,在弹体、飞行器整体或局部关键位置的隐身方面具有独特的优势。

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