專利名稱：電磁波吸波結構的制作方法
技術領域：
本發明屬于電子材料技術領域，特別涉及電磁吸波結構及其設計方法。
背景技術：
自ニ戰以來，雷達吸波材料已經成為各個國家的研究重點。特別是由于隱身技術的發展，雷達吸波材料作為提高武器系統生存能力和突防能力的有效手段，首先在軍事方面得到重視。目前，已有很多電子設備滲透到現實生活中的各個領域。這些電子設備輻射電磁波到環境中，造成嚴重的污染，例如，電磁干涉電磁兼容以及一系列危害生物的電磁波污染。因此雷達吸波材料也在信息傳播、電子器件、微波輻射防護等民用方面得到廣泛的運用。隨著各種電子設備的應用，滿足各種特殊需求的吸波也隨之出現。例如，為了不影響其它設備工作頻段而只針對某一頻段進行吸收提出的窄帶吸波吸波體。
超材料吸波體在某一特定窄帶內吸波表現出優異的性能。因為，超材料吸波體可以通過控制其結構類型及其參數調節吸收峰的位置、吸收頻帶及峰值大小。通常，超材料吸波體的能量吸收來源于歐姆損耗及電介質損耗。一般情況下，為了達到吸波要求，僅依靠電介質損耗是不夠的，特別是當構成超材料的電介質材料介電常數虛部比較小的時候。而歐姆損耗取決于構成超材料的金屬的電導率大小。在很多情況下，為了達到良好的吸波性能，金屬的電導率不能太大也不能太小。因此，必須通過鍍膜的方式來得到滿足要求的金屬電導率。這樣，制造超材料的成本顯然會大大增加。為了降低超材料吸波體的制作成本，我們在超材料吸波結構中引入了磁損耗。通過在超材料結構中合理加入磁性材料，達到特定窄帶內的優異吸波性能。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供ー種電磁吸波結構，將磁性材料弓丨入到超材料吸波結構中，從而構成針對特定頻段吸波的窄帶吸波體。本發明解決所述技術問題采用的技術方案是，一種電磁吸波結構，其特征在于，在金屬平板上覆蓋有輕質泡沫材料層，泡沫材料層的表面周期性的設置有銅線段陣列，所述銅線表面包覆有鐵基磁性吸波材料。所述泡沫材料為輕質聚甲基丙烯酰亞胺泡沫。鐵基磁性吸波材料可采用微米級羰基鐵球形顆粒-環氧樹脂磁性復合吸波材料。本發明的有益效果是結構簡單，制備エ藝簡單，可操作性強，成本較低；整個結構主要由輕質泡沫構成，密度較低；具有窄頻帶吸波的特點；通過合理調整結構的尺寸參數，可以調節吸收峰的位置、頻帶及幅值大小。
圖I是本發明的整體結構示意圖。圖中，I-磁性材料包覆的銅線，2—輕質泡沫，3 一金屬平板。
圖2是鐵基磁性吸波材料包覆銅線的截面圖。圖3是鐵基磁性吸波材料包覆銅線吸波結構的吸波單元示意圖。圖4是鐵基磁性吸波材料電磁參數曲線圖。
圖5是本發明的反射系數測試曲線圖。
具體實施例方式一種電磁吸波結構，在金屬平板上覆蓋有輕質聚甲基丙烯酰亞胺泡沫層，輕質泡沫層的表面周期性的設置有銅線段陣列，所述銅線包覆有微米級羰基鐵球形顆粒-環氧樹脂磁性復合吸波材料等鐵基磁性吸波材料。前述“周期性”是指每一行中任意相鄰兩段銅線端的間距相同，每一列中任意相鄰兩段銅線端的間距亦相同。下述各實施例中，銅線半徑為r，磁性材料層厚度為t，吸波単元邊長為a，銅線長度為I，泡沫厚度為d。實施例I :本實施例所用磁性吸波材料電磁參數如圖4所示。具體尺寸參數為(單位mm):r=0. 22，t=0. 05，a=25，1=21，d = 5。本實施例在垂直入射TE或TM波情況下，在5GHz附近有較強的吸波性能，如圖5所示。該結構在5GHz達到最強吸波效果，反射系數為-14dB。其反射率小于-IOdB的頻段為
4.85-5. 3GHz。而在小于4. 5GHz的頻段，有-2dB的反射系數，大于5. 6GHz的頻帶有_5dB的反射系數。實施例2:本實施例所用磁性吸收材料磁導率實部和虛部在6-8GHz之間均為I左右，。具體尺寸參數為(單位 mm) r=0. 22, t=0. 5, a=20, I = 15, d = 5。本實施例在垂直入射TE或TM波情況下，在7GHz附近有較強的吸波性能。該結構在7GHz達到最強吸波效果，反射系數為-15dB。其反射率小于-IOdB的頻段為6. 7-7. 3GHz。而在小于5GHz和大于9GHz的頻段，僅有_2dB的吸波性能。實施例3 本實施例所用磁性吸收材料磁導率實部和虛部在6-8GHz之間均為I左右，。具體尺寸參數為(單位 mm) r=0. 22, t=l, a=20, 1=16, d = 5。本實施例垂直入射TE或TM波情況下，在5. 5GHz附近有較強的吸波性能。該結構在5. 5GHz達到最強吸波效果，反射系數為_8dB。而在小于4. 3GHz的頻段，僅有_2dB的吸波性能。
權利要求
1.ー種電磁吸波結構，其特征在于，在金屬平板上覆蓋有輕質泡沫材料層，泡沫材料層的表面周期性的設置有銅線段陣列，所述銅線表面包覆有鐵基磁性吸波材料。
2.如權利要求I所述的電磁波吸波結構，其特征在于，所述泡沫材料為輕質聚甲基丙烯酰亞胺泡沫。
3.如權利要求I所述的電磁波吸波結構，其特征在于，電磁吸波結構由多個尺寸相同的正方形吸波單元構成，每ー吸波單元設置有一段銅線，銅線的半徑r=0. 22_，磁性材料厚度t=0. 05mm ;與銅線平行的吸波單元的邊的長度a=25mm,銅線長度l=21mm ;輕質泡沫層厚度 d=5mm。
4.如權利要求I所述的電磁波吸波結構，其特征在于，電磁吸波結構由多個尺寸相同的正方形吸波單元構成，每ー吸波單元設置有一段銅線，銅線的半徑r=0. 22_，磁性材料厚度t=0. 5mm ;與銅線平行的吸波單元的邊的長度a=20mm,銅線長度l=15mm ;輕質泡沫層厚度d=5mm。
5.如權利要求I所述的電磁波吸波結構，其特征在于，電磁吸波結構由多個尺寸相同的正方形吸波單元構成，每ー吸波單元設置有一段銅線，銅線的半徑r=0. 22_，磁性材料厚度t=lmm ;與銅線平行的吸波單元的邊的長度a=20mm,銅線長度l=16mm ;輕質泡沫層厚度d=5mm。
全文摘要
電磁波吸波結構，屬于電子材料技術領域，本發明在在金屬平板上覆蓋有輕質泡沫材料層，泡沫材料層的表面周期性的設置有銅線段陣列，所述銅線表面包覆有鐵基磁性吸波材料。本發明的有益效果是結構簡單，制備工藝簡單，可操作性強，成本較低；整個結構主要由輕質泡沫構成，密度較低；具有窄頻帶吸波的特點；通過合理調整結構的尺寸參數，可以調節吸收峰的位置、頻帶及幅值大小。
文檔編號B32B5/18GK102724857SQ2012101849
公開日2012年10月10日 申請日期2012年6月6日 優先權日2012年6月6日
發明者周佩珩, 張輝彬, 梁迪飛, 謝建良, 鄧龍江, 陳良 申請人:電子科技大學