BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
BỘ QUỐC PHÒNG
HỌC VIỆN KỸ THUẬT QUÂN SỰ
----------------NGUYỄN TRẦN HÀ
NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VẬT LIỆU NANO
SỬ DỤNG CHO TẤM PHỦ ĐA LỚP HẤP
THỤ SÓNG RADAR BĂNG X
LUẬN ÁN TIẾN SỸ KỸ THUẬT
HÀ NỘI - 2016
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
BỘ QUỐC PHÒNG
HỌC VIỆN KỸ THUẬT QUÂN SỰ
-------------------NGUYỄN TRẦN HÀ
NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VẬT LIỆU NANO
SỬ DỤNG CHO TẤM PHỦ ĐA LỚP HẤP
THỤ SÓNG RADAR BĂNG X
LUẬN ÁN TIẾN SỸ KỸ THUẬT
Chuyên ngành
: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ
Mã số
: 62 52 02 03
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
PGS-TS ĐỖ QUỐC HÙNG
TS PHAN NHẬT GIANG
HÀ NỘI - 2016
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan các kết quả trình bày trong luận án là công trình
nghiên cứu của tôi dưới sự hướng dẫn của các cán bộ hướng dẫn. Các số liệu,
kết quả trình bày trong luận án là hoàn toàn trung thực và chưa được công bố
trong bất kỳ công trình nào trước đây. Các kết quả sử dụng tham khảo đều đã
được trích đầy đủ và theo đúng quy định.
Hà Nội, ngày 20 tháng 10 năm 2016
Tác giả
Nguyễn Trần Hà
LỜI CẢM ƠN
Trong quá trình nghiên cứu và hoàn thành luận án này, tác giả đã nhận
được nhiều sự giúp đỡ và đóng góp quý báu.
Lời đầu tiên, tác giả xin bày tỏ lòng cảm ơn tới các thầy PGS.TS. Đỗ
Quốc Hùng và TS. Phan Nhật Giang đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ tác giả
trong quá trình nghiên cứu.
Tác giả xin chân thành cảm ơn Phòng Sau đại học, Khoa Vô tuyến điện
tử - Học viện Kỹ thuật Quân sự đã tạo điều kiện thuận lợi để tác giả hoàn
thành nhiệm vụ. Tác giả cũng xin cảm ơn Bộ môn Vật lý - Học viện Kỹ thuật
Quân sự, đã tạo điều kiện cho phép tác giả có thể tham gia nghiên cứu trong
các năm làm nghiên cứu sinh.
Nhân dịp này tác giả xin dành những tình cảm sâu sắc nhất tới những
người thân trong gia đình: Bố, Mẹ, anh, chị, em đã chia sẻ những khó khăn,
thông cảm và động viên, hỗ trợ trong quá trình học tập.
Cuối cùng tác giả xin dành những tình cảm đặc biệt và biết ơn của mình
tới vợ và con trai, bằng tình yêu, sự cảm thông, quan tâm và chia sẻ, đã cho
tiếp thêm nghị lực, tạo động lực cho tôi thực hiện thành công luận án.
i
MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT...............................................................iii
DANH MỤC CÁC BẢNG.............................................................................. v
DANH MỤC HÌNH VẼ.................................................................................vi
DANH MỤC KÝ HIỆU TOÁN HỌC..........................................................xi
MỞ ĐẦU..........................................................................................................1
Chương 1: TỔNG QUAN VỀ VẬT LIỆU HẤP THỤ SÓNG ĐIỆN TỪ .. 9
1.1. Tổng quan về sóng điện từ......................................................................9
1.2. Cơ chế hấp thụ sóng radar.................................................................... 13
1.3. Tán xạ và phản xạ sóng radar trên bề mặt vật liệu............................... 19
1.4. Cấu trúc vật liệu hấp thụ sóng radar.....................................................21
1.5. Vật liệu Nano và khả năng hấp thụ sóng điện từ..................................36
1.6. Kết luận chương 1................................................................................ 38
Chương 2: CHẾ TẠO VÀ NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT VẬT LÝ CỦA
VẬT LIỆU NANO.........................................................................................40
2.1. Một số phương pháp chế tạo vật liệu nano...........................................40
2.2. Phương pháp phun sương đồng kết tủa................................................ 42
2.3. Công nghệ chế tạo vật liệu nano Zn0.5Ni0.5Fe2O4................................44
2.4. Công nghệ chế tạo vật liệu nano Zn0.5Mn0.5Fe2O4.............................. 47
2.5. Chế tạo một số vật liệu nano từ tính khác............................................ 50
2.6. Công nghệ chế tạo vật liệu nano C.......................................................55
2.7. Kết luận chương 2................................................................................ 61
ii
Chương 3: ĐO CÁC THÔNG SỐ ĐIỆN TỪ VÀ XÂY DỰNG NGÂN
HÀNG DỮ LIỆU VẬT LIỆU.......................................................................62
3.1. Giới thiệu..............................................................................................62
3.2. Phương pháp không gian tự do.............................................................65
3.3. Phương pháp đường truyền.................................................................. 71
3.4. Kết quả nghiên cứu...............................................................................87
3.5. Kết luận chương 3................................................................................ 97
Chương 4: TÍNH TOÁN MÔ PHỎNG VÀ CHẾ THỬ TẤM PHỦ ĐA
LỚP HẤP THỤ SÓNG RADAR BĂNG X..................................................99
4.1. Giới thiệu..............................................................................................99
4.2. Thuật toán di truyền............................................................................100
4.3. Sự truyền sóng điện từ qua môi trường phân lớp...............................103
4.4. Mô phỏng tấm phủ đa lớp hấp thụ sóng radar băng X....................... 111
4.5. Kết quả tính toán.................................................................................117
4.6. Thử nghiệm chế tạo tấm phủ đa lớp................................................... 122
4.7. Kết luận chương 4.............................................................................. 129
KẾT LUẬN..................................................................................................130
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ.................................132
PHỤ LỤC.....................................................................................................134
TÀI LIỆU THAM KHẢO.......................................................................... 135
iii
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
Từ viết tắt
Nghĩa tiếng Anh
AR
Anechoic Room
Nghĩa Tiếng Việt
Phòng khử vọng (phòng câm)
CGM
Conjugate Gradient Methods
Phương pháp gradient liên hợp
CP
Coaxial Probe
Đầu dò đồng trục
DARAM
Dynamic Adaptive Radar
Vật liệu hấp thụ sóng radar tự
Absorbing Materials
ứng biến
DL
Dielectrics Losses
Tổn hao điện
FDTD
Finite Difference Time
Phương pháp sai phân hữu hạn
Domain
miền thời gian
EM
Electromagnetic
Điện từ
FSM
Free Space Method
Phương pháp không gian tự do
GA
Genetic Algorithm
Thuật toán di truyền
ML
Magnetic Losses
Tổn hao từ
MoM
Method of Moments
Phương pháp ước lượng
mômen
PP
Parallel Plate
Bản cực song song
RAM
Radar Absorbent Materials
Vật liệu hấp thụ sóng điện từ
RB
Radar Bistatic
Radar song địa tĩnh
RC
Resonant Cavity
Hộp cộng hưởng
SA
Simulated Annealing
Ủ nhiệt mô phỏng
SC
Short Circuit
Ngắn mạch
SCS
Scattering Cross-Section
Tiết diện tán xạ
SEM
Scanning Electron
Ảnh hiển vi điện tử quét
Microscopy
iv
TDG
TEM
Time Domain Gating
Transmission Electron
Ngưỡng miền thời gian
Ảnh hiển vi điện tử truyền qua
Microscopy
TLM
Transmission Line Method
Phương pháp đường truyền
VSM
Vibrating Sample
Từ kế mẫu rung
Magnetometer
VSWR
Voltage Standing Wave Ratio Tỷ số điện áp sóng dừng
XRD
X-ray Diffraction
Nhiễu xạ tia X
v
DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 3.1: Hệ số điện môi và độ từ thẩm của các mẫu RAM chứa nano
Mn0.5Zn0.5Fe2O4 với tỷ phần 60%..................................................................88
Bảng 4.1: Các thông số tối ưu hóa của ba cấu hình CH1, CH2, CH3 ……121
Bảng 4.2: Các thông số tối ưu hóa của mẫu tấm phủ M1 …………………123
Bảng 4.3: Các thông số tối ưu hóa của mẫu tấm phủ M2 …………………125
Bảng 4.4. Các thông số tối ưu hóa của mẫu tấm phủ M3 …………………126
Bảng 4.5: Các thông số tối ưu hóa của mẫu tấm phủ M4 …………………127
Bảng 4.6: Các thông số tối ưu hóa của mẫu tấm phủ M5 …………………128
vi
DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1.1: Sóng phản xạ và truyền qua tại biên của hai môi trường...............11
Hình 1.2: Hằng số điện môi phụ thuộc tần số [87]........................................ 14
Hình 1.3: Cấu trúc triệt tiêu năng lượng sóng................................................22
Hình 1.4: Cấu trúc của màn chắn Salisbury [24]........................................... 24
Hình 1.5: Cấu trúc của lớp hấp thụ Dallenbach............................................. 25
Hình 1.6: Cấu trúc vật liệu hấp thụ radar tự thích nghi (DARAM)...............27
Hình 1.7: Cấu trúc vật liệu hấp thụ đa lớp.....................................................32
Hình 1.8: So sánh hiệu suất và băng thông hấp thụ vật liệu hấp thụ đa lớp [24].
32
Hình 1.9: Cấu trúc siêu vật liệu......................................................................35
Hình 2.1: Sơ đồ hệ phun sương đồng kết tủa.................................................43
Hình 2.2: Thiết bị thủy nhiệt..........................................................................43
Hình 2.3: Sơ đồ các bước chế tạo vật liệu nano Ni0.5Zn0.5Ni0.5Fe2O4..........44
Hình 2.4: Ảnh SEM (a) và TEM (b) của vật liệu nano Ni0.5Zn0.5Fe2O4.......45
Hình 2.5: Giản đồ nhiễu xạ Rơnghen của vật liệu nano Ni0,5Zn0,5Fe2O4......46
Hình 2.6: Chu trình từ trễ của nano Ni0.5Zn0.5Fe2O4 trong từ trường nhỏ (a)
và từ trường lớn (b).........................................................................................46
Hình 2.7: Sơ đồ các bước chế tạo vật liệu nano Mn0.5Zn0.5Fe2O4.................47
Hình 2.8: Ảnh SEM của vật liệu nano Mn0.5Zn0.5Fe2O4...............................48
Hình 2.9: Giản đồ nhiễu xạ Rơnghen của vật liệu nano Mn0.5Zn0.5Fe2O4....49
Hình 2.10: Chu trình từ hóa của vật liệu Mn0.5Zn0.5Fe2O4 trong vùng từ trường
từ hóa nhỏ (a) và trong vùng từ trường từ hóa lớn (b)....................................50
vii
Hình 2.11: Sơ đồ các bước chế tạo vật liệu nano BaCo ferrite......................51
Hình 2.12: Phổ nhiễu xạ Rơnghen của vật liệu nano BaCo ferrite chế tạo được . 51
Hình 2.13: Ảnh TEM của vật liệu nano BaCo ferrite chế tạo được với độ phóng
đại khác nhau.................................................................................................. 52
Hình 2.14: Chu trình từ trễ của vật liệu nano BaCo ferrite............................52
Hình 2.15: Sơ đồ các bước chế tạo vật liệu nano multiferroic.......................53
Hình 2.16: Phổ nhiễu xạ Rơnghen của vật liệu multiferroic CoFe 2O4 - BiFeO3
(BCFO)............................................................................................................54
Hình 2.17: Ảnh TEM của vật liệu multiferroic CoFe2O4 - BiFeO3 (BCFO) với
độ phóng đại khác nhau.................................................................................. 54
Hình 2.18: Chu trình từ trễ của vật liệu multiferroic CoFe2O4 - BiFeO3......55
Hình 2.19: Thiết bị lò khuếch tán Samo stel.................................................56
Hình 2.20: Phổ nhiễu xạ Rơnghen của vật liệu nano cácbon.........................56
Hình 2.21: Ảnh TEM của vật liệu nano C ở điều kiện thời gian phân hủy ngắn . 57
Hình 2.22: Ảnh TEM của các quả cầu cácbon...............................................57
Hình 2.23: Ảnh SEM của vật liệu nano cácbon.............................................58
Hình 2.24: Ảnh SEM phân giải cao của các quả cầu cácbon.........................58
Hình 2.25: Ảnh TEM quả cầu cácbon tan trong dung môi............................59
Hình 2.26: Ảnh SEM của vật liệu nano cácbon sau khi xử lý....................... 60
Hình 2.27: Đường cong từ trễ của vật liệu nano cácbon chế tạo được..........60
Hình 3.1: Một số kỹ thuật cơ bản đánh giá thông số điện từ của vật liệu......63
Hình 3.2: Hệ thống dùng cho phương pháp “Vòm NRL”............................. 66
Hình 3.3: Sơ đồ khối (a) và hình ảnh thực tế (b) hệ thống thiết bị của phương
pháp Đo lường không gian tự do.................................................................... 68
viii
Hình 3.4: Phổ đường sức điện trường và đường sức từ trường..................... 72
Hình 3.5: Sóng lan truyền trong ống dẫn sóng theo đường zigza g...............73
Hình 3.6: Cấu trúc trường trong ống dẫn sóng hình chữ nhật........................74
Hình 3.7: Các mẫu kiểm tra cho các đường truyền đồng trục và các ống dẫn
sóng hình chữ nhật..........................................................................................77
Hình 3.8: Hệ thống đường truyền để bàn đơn giản........................................78
Hình 3.9: Hai sóng truyền theo hướng ngược nhau tạo thành một sóng dừng
với chu kỳ bằng λ/2.........................................................................................79
Hình 3.10: Mô tả sơ đồ thiết lập phép đo.......................................................81
Hình 3.11: Bốn tham số phức đặc trưng cho biểu diễn ma trận tán xạ của các
mạng hai cổng................................................................................................. 82
Hình 3.12: Ba tín hiệu trong hệ thống đo kiểm tra: sóng tới, sóng phản xạ và
sóng truyền qua...............................................................................................83
Hình 3.13: Bộ kiểm tra tham số S chứa các bộ ghép có hướng và các mạng
chuyển mạch trong quá trình đo tán xạ...........................................................84
Hình 3.14: Sơ đồ hệ đo bằng phương pháp đường truyền............................. 87
Hình 3.15: Hệ số điện môi (a) và độ từ thẩm (b) của mẫu RAM chứa 60%
Mn0.5Zn0.5Fe2O4............................................................................................. 88
Hình 3.16: Tổn hao điện từ (a) và hệ số phản xạ (b) của mẫu RAM chứa 60%
Mn0.5Zn0.5Fe2O4............................................................................................. 91
Hình 3.17: Phần thực (a) và phần ảo (b) hệ số điện môi của mẫu RAM chứa
Mn0.5Zn0.5Fe2O4 với các tỷ phần khác nhau...................................................92
Hình 3.18: Phần thực (a) và phần ảo (b) độ từ thẩm của mẫu RAM chứa
Mn0.5Zn0.5Fe2O4 với các tỷ phần khác nhau...................................................92
ix
Hình 3.19: Phần thực (a) và phần ảo (b) hệ số điện môi của mẫu RAM chứa
Ni0.5Zn0.5Fe2O4 với các tỷ phần khác nhau....................................................93
Hình 3.20: Phần thực (a) và phần ảo (b) độ từ thẩm của mẫu RAM chứa
Ni0.5Zn0.5Fe2O4 với các tỷ phần khác nhau....................................................93
Hình 3.21: Phần thực (a) và phần ảo (b) hệ số điện môi của mẫu RAM chứa
multiferroic với các tỷ phần khác nhau...........................................................94
Hình 3.22: Phần thực (a) và phần ảo (b) độ từ thẩm của mẫu RAM chứa
multiferroic với các tỷ phần khác nhau...........................................................94
Hình 3.23: Phần thực (a) và phần ảo (b) hệ số điện môi của mẫu RAM chứa
bari coban ferrite với các tỷ phần khác nhau.................................................. 95
Hình 3.24: Phần thực (a) và phần ảo (b) độ từ thẩm của mẫu RAM chứa bari
coban ferrite với các tỷ phần khác nhau..........................................................96
Hình 3.25: Phần thực (a) và phần ảo (b) hệ số điện môi của mẫu RAM chứa
nano cácbon với các tỷ phần khác nhau..........................................................96
Hình 3.26: Phần thực (a) và phần ảo (b) độ từ thẩm của mẫu RAM chứa nano
cácbon với các tỷ phần khác nhau...................................................................97
Hình 4.1: Cấu trúc môi trường phân lớp......................................................104
Hình 4.2: Sơ đồ tính các hệ số phản xạ........................................................108
Hình 4.3: Sự phụ thuộc của hệ số phản xạ vào góc quan sát đối với môi trường
nửa không gian với = 3,2(1+0,1i) 0 và f = 1GHz....................................... 109
Hình 4.4: Sự phụ thuộc của hệ số phản xạ vào góc quan sát đối với môi trường
hai lớp với
1=
3,2(1+0,1i) 0,
2
= 80
0
và tần số f = 1GHz................... 110
Hình 4.5: Sự phụ thuộc của hệ số phản xạ đối với môi trường hai lớp........110
Hình 4.6: Mô hình tấm phủ đa lớp...............................................................112
x
Hình 4.7: Lưu đồ thuật toán GA tối ưu hóa tấm phủ đa lớp........................ 115
Hình 4.8: Phụ thuộc hệ số phản xạ theo số lớp ứng với góc tới 0 độ..........119
Hình 4.9: Hệ số phản xạ phụ thuộc tần số ứng với các góc tới khác nhau .. 119
Hình 4.10: Hệ số phản xạ phụ thuộc tần số ứng với các góc tới θ = 00 và các
cấu hình khác nhau........................................................................................121
Hình 4.11: Hình ảnh của các mẫu tấm phủ đa lớp thực nghiệm..................123
Hình 4.12: Kết quả đánh giá hệ số phản xạ mẫu tấm phủ đa lớp M1..........124
Hình 4.13: Kết quả đánh giá hệ số phản xạ mẫu tấm phủ đa lớp M2..........124
Hình 4.14: Kết quả đánh giá hệ số phản xạ mẫu tấm phủ đa lớp M3..........126
Hình 4.15: Kết quả đánh giá hệ số phản xạ mẫu tấm phủ đa lớp M4..........127
Hình 4.16: Kết quả đánh giá hệ số phản xạ mẫu tấm phủ đa lớp M5..........128
xi
DANH MỤC KÝ HIỆU TOÁN HỌC
Ký hiệu
Ý nghĩa
Hệ số điện môi tỷ đối
r
'
Phần thực hệ số điện môi
''
Phần ảo hệ số điện môi
r
Độ từ thẩm tỷ đối
'
Phần thực độ từ thẩm
''
Phần ảo độ từ thẩm
E
Vector cường độ điện trường
D
Vector cảm ứng điện
B
Vector cảm ứng từ
H
Vector cường độ từ trường
α
Hệ số tắt dần
β
Hệ số pha
γ
Hệ số lan truyền
tanδe
Tổn hao điện
tanδ
Tổn hao từ
m
Hệ số phản xạ
R
Hệ số truyền qua
T
Hệ số hấp thụ
A
Trở kháng
Z
Số sóng
k
Ma trận phản xạ
S11
xii
S21
Ma trận truyền qua
RTE
Hệ số phản xạ của điện trường ngang
RTM
Hệ số phản xạ của từ trường ngang
1
MỞ ĐẦU
Nghiên cứu về các cuộc chiến tranh công nghệ cao xảy ra trên thế
giới trong những năm gần đây cho thấy, bên cạnh việc sử dụng các vũ
khí có uy lực sát thương mạnh, các cường quốc quân sự không ngừng
phát triển và ứng dụng trên chiến trường các phương tiện trinh sát chỉ thị
mục tiêu hiện đại sử dụng các dải sóng điện từ khác nhau kết hợp với
việc sử dụng các kỹ thuật điều khiển chính xác tiên tiến, đảm bảo khả
năng bắn trúng và tiêu diệt mục tiêu trong mọi điều kiện thời tiết, ban
ngày cũng như ban đêm. Để chống lại các phương tiện trinh sát chỉ thị
mục tiêu công nghệ cao và các vũ khí điều khiển chính xác, giới nghiên
cứu trong lĩnh vực khoa học - kỹ thuật quân sự các nước đã và đang tích
cực phát triển các công nghệ mới để vô hiệu hóa các thiết bị vũ khí công
nghệ cao nói trên, trong đó, đáng chú ý là các kỹ thuật, phương pháp liên
quan tới công nghệ “tàng hình”.
Cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, các giải pháp “tàng
hình” mới không ngừng xuất hiện. Các cường quốc quân sự trên thế giới
như Nga, Mỹ, Anh, Đức, Ixraen... tập trung nguồn lực nghiên cứu về công
nghệ “tàng hình” và đã đạt được những thành tựu mang tính đột phá. Công
nghệ “tàng hình” đã được ứng dụng vào rất nhiều loại vũ khí trang bị như:
máy bay, tên lửa, tàu chiến, xe tăng... Nhiều thành tựu nghiên cứu đã được
đưa vào sản xuất, nhiều vũ khí trang bị sử dụng công nghệ “tàng hình” đã
và đang dần được quân đội các nước đưa vào trang bị; điển hình là các loại
máy bay “tàng hình” như máy bay ném bom chiến lược B-2, máy bay F117, F-22 của Mỹ, máy bay SU 35, Mig 35 của Nga, tàu “tàng hình” lớp La
Fayette của Pháp [42, 101, 116, 117]...Tuy nhiên, việc nghiên cứu nhằm tìm
ra các giải pháp mới cũng như cải tiến các giải pháp đã áp dụng
2
nhằm nâng cao hiệu quả ngụy trang thiết bị khí tài luôn là chủ đề được
các nhà khoa học quan tâm nghiên cứu.
Trong dải sóng radar, “công nghệ tàng hình” bao gồm những giải
pháp tổng hợp nhằm giảm thiểu tiết diện tán xạ (SCS) đối với sóng radar
của các mục tiêu. Đối với các phương tiện chiến đấu, để đạt được hiệu
quả “tàng hình”, người ta sử dụng hai giải pháp. Một là, tối ưu về mặt
thiết kế và kết cấu dựa trên những kết quả tính toán của lý thuyết nhiễu
xạ sóng điện từ. Hai là, sử dụng vật liệu hấp thụ sóng điện từ (RAM).
Đối với giải pháp thứ nhất, những thay đổi của các đối tượng thường bị
giới hạn bởi các nguyên tắc khí động học nhất định [5], và khả năng phát
hiện từ radar song địa tĩnh do đó có thể tăng lên [36, 98]. Các trang thiết
bị khí tài quân sự thế hệ mới thường sử dụng cả hai giải pháp; đối với
các thiết bị khí tài thế hệ cũ giải pháp sử dụng vật liệu hấp thụ sóng điện
từ là giải pháp duy nhất và mang tính sống còn.
Công nghệ nano ra đời mở ra một hướng phát triển vũ khí tàng hình
thông minh trong tương lai. Vi hạt nano có kích thước nhỏ hơn nhiều so với
bước sóng hồng ngoại và sóng radar nên tính truyền sóng qua và tỷ lệ hấp
thụ sóng điện từ lớn hơn nhiều so với các loại vật liệu thông thường, đặc
biệt nó có đặc tính tổn hao từ lớn, nên có thể làm vật liệu tàng hình. Bên
cạnh đó vi hạt nano có tính hấp thụ sóng tốt trong phạm vi phổ tần khá
rộng, nên được dùng làm vật liệu tàng hình tổng hợp với kênh phổ rộng
dùng cho cả sóng hồng ngoại và radar. Vật liệu nano còn có tính hấp thụ
sóng rất mạnh, hoạt tính cao và dễ phân tán, nên rất dễ tạo thành lớp phủ
tàng hình nhẹ, siêu mỏng. Trong khi các tấm phủ đơn lớp làm từ composite
chứa vật liệu nano đã chứng tỏ được khả năng hấp thụ sóng điện từ [47], thì
các tấm phủ chế tạo từ vật liệu composite có chứa cả vật
3
liệu nano từ tính và vật liệu điện môi cho thấy khả năng hấp thụ tốt hơn
nhiều khi chỉ có một thành phần vật liệu [19, 113].
Mặt khác, tấm phủ đa lớp lại chứng tỏ hấp thụ tốt trên một dải tần
rộng hơn các tấm phủ đơn lớp [15, 32]. Kỹ thuật này dựa trên sự sắp xếp
của các lớp vật liệu điện môi hoặc vật liệu từ theo một trật tự nhất định. Sự
phụ thuộc của của hệ số phản xạ theo tần số cho phép đánh giá khả năng
hấp thụ sóng radar của RAM [70]. Có thể phân loại sự phụ thuộc tần số của
RAM thành hai loại: băng thông hẹp và băng thông rộng. RAM băng thông
hẹp có hiệu năng hấp thụ tới 25 - 30 dB tại một tần số hoặc một dải tần khá
hẹp [110], trong khi đó RAM băng thông rộng cho phép hấp thụ sóng ra đa
trên toàn bộ dải tần và hiệu năng hấp thụ thấp hơn từ
10 - 20 dB [28]. Các tác giả [15, 32] đã chế tạo được RAM băng tần rộng
có khả năng hấp thụ dưới -10 dB, tuy nhiên các tấm phủ đa lớp chỉ dừng
lại ở việc lựa chọn hai lớp từ vật liệu chế tạo được theo một mô tuýp
được định sẵn để đánh giá kết quả.
Cuối cùng, mô hình tương tác giữa sóng radar với các tấm phủ thực ra
là khá rõ ràng. Điều đó cho phép dựng được mô hình vật lý của tấm phủ và
dựa trên mô hình đó tiến hành tính toán, mô phỏng trên máy tính các quá
trình tương tác của sóng radar với tấm phủ. Trên cơ sở các kết quả tính toán
có thể đưa ra các giải pháp tối ưu về cấu trúc của lớp phủ hấp thụ sóng
radar đối với dải tần cần quan tâm. Việc mô phỏng các tấm phủ hấp thụ
sóng radar sẽ là chỉ dẫn lý thuyết các tìm tòi thực nghiệm và giúp giảm chi
phí về thời gian cũng như vật chất nhằm đạt một mục đích thực nghiệm đã
định trước. Chính vì vậy, hướng nghiên cứu về cấu trúc đa lớp hấp thụ sóng
radar được các nhóm nghiên cứu đặc biệt quan tâm bởi hiệu suất và băng
thông hấp thụ. Có rất nhiều công bố cả về phương diện tính toán mô
- Xem thêm -