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国家标准计划《电磁超材料电磁透射、反射和散射特性测试方法》由 TC545(全国电磁超材料技术及制品标准化技术委员会)归口 ,主管部门为国家标准委

主要起草单位 深圳光启高等理工研究院中国计量科学研究院深圳光启超材料技术有限公司中国航空工业集团沈阳飞机设计研究所中国人民解放军空军研究院系统工程研究所北京理工大学佛山顺德光启尖端装备有限公司

目录

基础信息

计划号
20231211-T-469
制修订
制定
项目周期
18个月
下达日期
2023-12-01
公示开始日期
2023-07-20
公示截止日期
2023-08-19
标准类别
基础
国际标准分类号
17.220
17 计量学和测量、物理现象
17.220 电学、磁学、电和磁的测量
归口单位
全国电磁超材料技术及制品标准化技术委员会
执行单位
全国电磁超材料技术及制品标准化技术委员会
主管部门
国家标准委

起草单位

目的意义

根据GB/T 32005-2015《电磁超材料术语》中的定义,超材料是一种特殊复合材料或结构,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。

超材料备受科学界重视:2007年《今日材料》评选超材料为材料科学领域过去50年间的十大进展之一;2010年《科学》杂志将超材料评为21世纪影响人类的十大科技突破之一;2016年被《科学》杂志评为当年年度十大科技进展之一。

过去的20多年时间,超材料已经从实验室中的重要基础科学研究领域逐步转变为航空航天和新一代无线通信等领域的实际应用。

美国国防部长办公室把超材料列为“六大颠覆性基础研究领域”之一,美国国防部先进研究项目局把超材料定义为“强力推进增长领域”,美国空军科学研究办公室把超材料列为“十大关键领域”。

美国洛克希德·马丁公司、波音公司、雷神公司、英国BAE等军工企业长期在该领域投入,欧洲开展METALESA等联合研究计划通过超材料引入相控阵设备进一步拓展雷达性能。

德国Fraunhofer研究所认为超材料的特殊性能为雷达天线、天线罩和减少电磁散射等带来突破性应用。

NASA进行深空火星探测的卫星WALL-E和EVE,其所采用的卫星展开平面天线反射面也采用了超材料的相位调制技术 。

伴随市场需求和超材料技术不断进步,逐步诞生了一批具有超材料新兴技术的初创型公司,如Kymeta、Evolv、Ecodyne和Metawave等。

电磁超材料由于其独特的电磁色散性能,目前以功能结构形式优先应用于飞行器、舰船等尖端装备。

在航空领域,电磁超材料在电磁罩、天线窗、机载天线和功能吸波结构等都已取得应用。

今年1月份,超材料领域产生了近20亿元的某大型复杂超材料航空结构产品供货合同,我国的超材料产品已进入大规模工业化阶段。

在无线通信方面,电磁超材料在定向覆盖控制、干扰抑制和电磁兼容等方面也发挥了重要作用,在卫星天线终端、5G天线、智能反射面等产品中有广泛应用。

然而,作为发展迅速的新兴技术,在超材料国家标准体系中,电磁超材料的电磁性能测试相关标准仍然属于空白状态。

超材料具有高度的各向异性特性、色散特性、谐振特性和频率选择特性等,但针对电磁超材料的电磁散射参数(S参数)相关的测量这一重要电磁响应评估尚无国家标准。

本立项项目属于电磁超材料标准体系中方法标准子体系(300)中性能检测部分,是超材料作为功能结构一体化构件积木式验证中电磁测量方面关键环节,是超材料发挥所设计电磁性能的保障。

本立项的顺利开展将如田世宏主任在TC545成立之初所指出,将把握全球首创,为电磁超材料这一创新产业的发展奠定坚实的标准化基础。

范围和主要技术内容

本标准规定了电磁超材料透射、反射和散射特性测试的方法、程序和要求。 本标准适用于平板型电磁超材料在1 GHz~100 GHz垂直入射、斜入射条件下的透射、反射和散射特性(包括S参数、反射率和RCS)测试,针对超材料所的有的面内各项异性、层间各项异性、电磁谐振特性、频率选择特性和低电磁散射特性等性质进一步细化测试程序和被测件准备要求。其他类型材料的传输、反射和散射特性测试可参照执行。 本标准的技术内容包括描述测试系统设备性能相关的术语和定义、测试人员要求、测试条件、设备仪器、测试夹具、校准用标准样件要求、被测件制作尺寸和公差要求,以及用于透波超材料和频率选择超材料透射和反射性能的自由空间法、用于测试吸波超材料吸收和反射性能的拱形场法和用于测试超材料功能层低散射性能的紧缩场法,并对相应测试方法和被测超材料细化要求。