矩量法计算烟幕粒子的红外消光特性

刘清海，蒋 云，彭文联，张 彤，代晓东

〈制导与对抗〉

矩量法计算烟幕粒子的红外消光特性

刘清海，蒋 云，彭文联，张 彤，代晓东

（防化研究院，北京 102205）

基于矩量法建立了旋转体烟幕粒子的红外消光模型，对圆片、等效球体和等效柱体等形状的石墨粒子进行了消光性能计算，研究了形状、尺寸、厚度等参数对粒子红外消光能力的影响。计算结果表明，小尺寸粒子以吸收消光为主，大尺寸粒子以散射消光为主；圆片形状的粒子具有最佳的红外消光能力，厚度变小时，圆片粒子对红外的消光能力显著升高；半径在1.5～2.1mm范围内时，100nm厚度的圆片对1～10mm范围的红外消光系数均大于5.0m2/g，在整个红外波段范围内都表现出良好的消光性能。

矩量法；旋转体；烟幕粒子；红外消光

0 引言

烟幕材料对电磁波产生衰减的基本原理是电磁波经过物质颗粒时，与颗粒发生了散射和吸收等相互作用，电磁波沿原有方向的传输能量减弱[1-2]。烟幕粒子对红外辐射消光能力的强弱取决于颗粒的成分、复折射率、带电性等自身特性参量[3-5]。建立适用于各种粒子的消光计算模型，可以揭示材料产生遮蔽/干扰效能的内在作用机制，加深对粒子与电磁波相互作用原理的理解。同时，如果能够借助大量的理论模拟和计算，获得材料的形状、尺寸、物理特性等基础参数，并基于最优参数集进行干扰材料设计，将大大加快光电干扰材料的研发进度，节约研发成本。

当前，可用于烟幕粒子消光性能计算的方法主要有两类，一类是适用于球形粒子精确求解的Lorenz-Mie理论[6]，该理论是最早发展的光散射模型，能够对球形粒子的消光特性进行精确求解。……