[发明专利]一种多铺层碳纤维复合材料的宽频段电磁参数获取方法

权利要求书

1.一种多铺层碳纤维复合材料的宽频段电磁参数获取方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：根据多铺层碳纤维复合材料内部的微观精细结构，构建其电磁仿真模型，并计算所述多铺层碳纤维复合材料在窄频段的传输系数；

步骤2：基于传输线理论，根据所述窄频段的传输系数，进行逐点优化计算，获得所述多铺层碳纤维复合材料的窄频段电磁特性；

步骤3：根据所述窄频段电磁特性，对所述多铺层碳纤维复合材料的宽频段进行均匀化拟合计算，获得多铺层碳纤维复合材料的宽频段的电磁参数，完成多铺层碳纤维复合材料的宽频段电磁参数的获取。

2.如权利要求1所述的多铺层碳纤维复合材料的宽频段电磁参数获取方法，其特征在于，所述窄频段的传输系数的计算包括以下步骤：

步骤1.1：构建多层铺层碳纤维复合材料的基本单元模型；

步骤1.2：分别设置多层铺层碳纤维复合材料内部的碳纤维和基体的碳纤维材料属性和基体材料属性；

步骤1.3：根据碳纤维材料属性和基体材料属性，通过周期结构模拟，构建出无限大复合材料平板；

步骤1.4：根据窄频段以设置时域激励信号，并基于所述时域激励信号，对所述无限大复合材料平板进行平面波辐照试验；

步骤1.5：基于傅里叶变换进行时频域变换计算，获得所述窄频段的传输系数。

3.如权利要求2所述的多铺层碳纤维复合材料的宽频段电磁参数获取方法，其特征在于，所述碳纤维材料属性包括：碳纤维相对介电常数和碳纤维电导率；所述基体材料属性包括：基体相对介电常数和基体电导率。

4.如权利要求1所述的多铺层碳纤维复合材料的宽频段电磁参数获取方法，其特征在于，所述多铺层碳纤维复合材料的窄频段电磁特性为多铺层碳纤维复合材料窄频段的电磁本征参数。

5.如权利要求3所述的多铺层碳纤维复合材料的宽频段电磁参数获取方法，其特征在于，所述逐点优化计算包括以下步骤：

步骤2.1：对多铺层碳纤维复合材料进行等效处理，获得等效均匀复合材料；

步骤2.2：基于传输线理论，对所述等效均匀复合材料进行透射计算，获得电磁波穿透等效均匀复合材料表面的透射系数；

步骤2.3：根据所述透射系数，搜索电磁参数，获得所述窄频段电磁特性。

6.如权利要求5所述的多铺层碳纤维复合材料的宽频段电磁参数获取方法，其特征在于，所述透射计算还包括以下步骤：

步骤2.2.1：根据等效均匀复合材料进行阻抗计算，获得等效均匀复合材料的特征阻抗；

步骤2.2.2：根据所述特征阻抗，计算出等效均匀复合材料表面的输入阻抗；

步骤2.2.3：根据所述输入阻抗，计算出等效均匀复合材料表面的反射系数和传输系数；

步骤2.2.4：根据所述传输系数，计算出所述透射系数。

7.如权利要求5所述的多铺层碳纤维复合材料的宽频段电磁参数获取方法，其特征在于，所述等效均匀复合材料的相对介电常数设置在基体相对介电常数和碳纤维相对介电常数之间；电导率设置在基体电导率和碳纤维电导率之间；搜索步长根据所述相对介电常数的大小以及计算时间来选择。

8.如权利要求1所述的多铺层碳纤维复合材料的宽频段电磁参数获取方法，其特征在于，所述均匀化拟合计算还包括以下步骤：

步骤3.1：将多铺层碳纤维复合材料中的极化因子和特征长度作为拟合参数；

步骤3.2：通过最小二乘法，对所述拟合参数进行拟合，获得待定系数；

步骤3.3：将所述待定系数作为极化因子和特征长度，获得宽频段内多铺层碳纤维复合材料的电磁参数。