2～20GHz范围内减缩10dBRAM吸波填料

RAM填料通常是由“损耗材料”（即介电常数损耗分量较高）制成的颗粒，或者是覆有“损耗材料”涂层的颗粒。碳是一种良好的“损耗材料”，因为电损耗与电导率成正比，而碳的电导率处于金属和绝缘体之间。磁吸收层需要应用介电常数一般但磁导率（表征磁能储存能力）很大的材料，一般是羰基铁（纯粉末状的金属）或是氧化铁（也称为铁氧体）。这些材料可以混入橡胶或是分散到涂层材料中，而铁氧体通常烧结到某种贴片材料中。

　　材料的介电常数、磁导率和损耗分量越大，材料能够吸收的电磁能就越多。但是，当电磁波传播到两种介质的边界处时，能量会被反射而不是进入另外一种介质。反射能量的多少取决于两种介质的阻抗，即每种材料磁导率和介电常数比值的平方根。在穿越边界时阻抗改变越大，反射的能量越多，被吸收的能量越少。因此，RAM设计必须综合考虑吸收率与表面反射率，以更大限度地吸收电磁波。

　　材料的电磁特性也会随频率而变。在频率较高的雷达频段，任何磁性材料的阻抗都不可能接近空气（因为电磁波达到飞机表面时，飞机表面就是边界，两边的介质分别是蒙皮材料和空气），因此不可避免地会产生较强的表面反射。但是，如果表面吸波材料厚度为1/4波长，金属底层反射的电磁波就会与表面反射产生相干抵消效应。由于磁性RAM的磁导率较高，所需材料厚度较小。采用谐振频率为1～18GHz、厚度为0.1～0.5cm的商用“谐振吸收体”即可达到20dB（99%）的吸收性能。该项技术固有的作用范围不大，属于窄带，在谐振频率点以外15%的范围内都有显著的吸波效果。

　　考虑到带宽有限、重量大和成本高，介电吸收体是高频段的优选宽带吸收材料。由于电介质没有磁性特征，其阻抗与空气相差太大，但通过应用分层材料――每层材料中碳粒越来越集中，就可以实现在介电常数、电导性和介电损耗都逐步增大的同时阻抗逐渐减弱。通过调整分层材料的设计，还可以使对消更大。这种阻抗渐变的介电吸收体能使反射减少20dB，且其带宽很容易覆盖高频区。不过，分层材料的厚度需要达到一定值才能在低频段实现吸收――X波段(8～12GHz)需要2.5cm，500MHz需要11.4cm。

　　另一种方法是应用物理梯度。这些“几何过渡”的吸收体采用的是垂直于波的均匀材料尖体，其中最常见的一种是吸波暗室（用于RCS测试）里的锥形吸收体。在高频段下，波在这些结构中来回反射，但每次反射都会有能量损失。如果波长相对于结构足够大，波表现出来的效果好像是穿过一种性能渐变的材料。这类吸收体能将反射减少60dB，但要想在30MHz起作用，结构厚度需要4.57m。

　　与常识相反的是，在低频段时，部分磁性材料更有效，因为它们的能量储存能力即磁导率增大了。在30M～1000MHz范围内，某些铁氧体表现出极高的电磁波压缩效应，阻抗接近空气。厚度为0.64cm、面积密度为34.18kg/m2的商用铁氧体磁瓦，能将甚高频(VHF)波段的反射减少20dB以上，将超高频(UHF)波段的发射减弱10dB。

　　到目前为止，我们讨论的都是如何减少镜面反射，实际上，RAM在减少表面波辐射方面也是非常有效的。这些电磁波是雷达照射目标时因导电表面产生的电流而发射出来的。当这些表面波沿表面移动时，会发射出行波，通常其发射角与入射余角相近；当表面波遭遇不连续性表面，比如达到机体边缘时，或者遇到表面缝隙、结构台阶或是材料变化时，会激励出边缘波。边缘波的能量更集中，接近镜面反射。表面电流并非沿着材料的厚度方向而是沿着长度方向穿过，RAM的作用相当于波导，捕获电流并加以吸收。厚度仅为0.076cm的磁性RAM就能很好地抑制表面电流。

　　当然，上述多种技术可以进行组合应用。0.76cm厚的分层磁性材料能在2～20GHz范围内减缩10dB。由物理梯度介电层作为正面材料，由磁性材料作为背面，可以组成混合RAM，以减弱从VHF波段到Ku波段的雷达反射。