基于頻率選擇表面的超輕薄寬帶吸波材料的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于頻率選擇表面的超輕薄寬帶吸波材料，屬于吸波材料【技術領域】。解決了現(xiàn)有的電路模擬吸波結(jié)構(gòu)存在的吸波帶寬窄、相對厚度厚等問題。本發(fā)明基于頻率選擇表面的超輕薄寬帶吸波材料，包括：頻率選擇表面、介質(zhì)層和金屬底板，所述頻率選擇表面由周期排列的金屬貼片單元組成，所述介質(zhì)層的厚度為2.8-3.2mm，介電常數(shù)為1-1.1；所述金屬貼片為正方形，金屬貼片內(nèi)設有*型通孔，*型通孔內(nèi)設有*型貼片，所述金屬貼片、*型通孔和*型貼片具有相同的中心點，且*型通孔和*型貼片具有相同的中心線。本發(fā)明的吸波材料質(zhì)量輕、厚度薄，吸波帶寬寬。
【專利說明】基于頻率選擇表面的超輕薄寬帶吸波材料
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于吸波材料【技術領域】，具體涉及一種基于頻率選擇表面的超輕薄寬帶吸波材料。
【背景技術】
[0002]雷達吸波材料是一種多功能復合材料，具有針對性強、吸波性能好、質(zhì)量輕、力學性能滿足承載要求等優(yōu)點，已成為當代隱身材料重要的發(fā)展方向。其中，電路模擬吸波材料具有耐高溫、質(zhì)量輕、耐濕熱、抗腐蝕等特點，是一種被廣泛使用的諧振型雷達吸波材料。
[0003]電路模擬吸波材料的結(jié)構(gòu)從上至下依次為頻率選擇表面(FSS)、介質(zhì)層和金屬底板，其中FSS是各種形狀的貼片單元周期排列而成，對入射電磁波感應生成等效電容、電感和電阻。通過調(diào)整FSS的幾何形狀、尺寸、方阻等，可以改變結(jié)構(gòu)體的等效電容、電感和電阻，進而調(diào)整結(jié)構(gòu)整體的諧振吸收，有效滿足不同應用的吸波性能要求。
[0004]現(xiàn)有技術中，基于頻率選擇表面的吸波材料，頻率選擇表面貼片單元有蝶形，方環(huán)形、Y型等，但是這些吸波材料，為實現(xiàn)吸波性能，介質(zhì)層厚度較厚，吸波材料吸波帶寬窄，一定程度的限制了應用。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有的電路模擬吸波結(jié)構(gòu)存在的吸波帶寬窄、相對厚度厚等問題，提供一種基于頻率選擇表面的超輕薄寬帶吸波材料。
[0006]本發(fā)明基于頻率選擇表面的超輕薄寬帶吸波材料，包括:頻率選擇表面、
[0007]介質(zhì)層和金屬底板，所述頻率選擇表面由周期排列的金屬貼片組成，所述介質(zhì)層的厚度為2.8-3.2_，介電常數(shù)為1-1.1 ;所述金屬貼片為正方形，金屬貼片內(nèi)設有*型通孔，*型通孔內(nèi)設有*型貼片，所述金屬貼片、*型通孔和*型貼片具有相同的中心點，且*型通孔和*型貼片具有相同的中心線。
[0008]進一步的,所述介質(zhì)層的厚度為3mm。
[0009]進一步的，所述介質(zhì)層的介電常數(shù)為1.05。
[0010]進一步的，所述介質(zhì)層為蜂窩結(jié)構(gòu)。
[0011]進一步的，所述金屬底板的材料為銅箔。
[0012]進一步的，所述金屬貼片和*型貼片的材料均為銅箔。
[0013]本發(fā)明工作原理說明:本發(fā)明的吸波材料，采用*型FSS結(jié)構(gòu)，在吸波材料中引起入射電磁波與反射電磁波的干涉，起到又一反射屏的作用；而且由導電金屬箔制成的*型周期結(jié)構(gòu)，無論入射的電磁波呈現(xiàn)什么樣的極化方式，對整個吸波結(jié)構(gòu)的作用都相當于施加電壓激勵，能在*型FSS上引起諧振電流,當形成自適應極化條件時，在損耗介質(zhì)中會產(chǎn)生耗散電流，耗散電流在吸波材料中逐漸衰減而產(chǎn)生電磁能的損耗，因此，F(xiàn)SS結(jié)構(gòu)能使外場的電磁波能量感應成耗散電流能量，而吸波材料中的損耗介質(zhì)則使電流能量轉(zhuǎn)化為熱能，增加吸波材料的吸波性能；同時*型FSS結(jié)構(gòu)的加入能夠增大吸波材料的表面輸入阻抗模，從而提高吸波材料的吸波性能。
[0014]本發(fā)明的有益效果是:
[0015](I)本發(fā)明基于頻率選擇表面的超輕薄寬帶吸波材料采用*型貼片單元的FSS層，結(jié)構(gòu)簡單，便于加工制作；
[0016](2)本發(fā)明基于頻率選擇表面的超輕薄寬帶吸波材料由于介質(zhì)層采用蜂窩結(jié)構(gòu)介質(zhì)基板，在保證高吸波性能的前提下，最大限度的降低了吸波材料的整體重量；
[0017](3)本發(fā)明基于頻率選擇表面的超輕薄寬帶吸波材料具有超寬吸波帶寬，在8GHz-23GHz范圍內(nèi)具有-1OdB以下的反射系數(shù)，在8GHz_23GHz范圍內(nèi)均可實現(xiàn)高吸波效率；
[0018](4)本發(fā)明基于頻率選擇表面的超輕薄寬帶吸波材料整體厚度接近等于介質(zhì)層厚度，即2.8-3.2mm，在同類吸波材料中具有低厚度的良好性能；
[0019](5)本發(fā)明基于頻率選擇表面的超輕薄寬帶吸波材料應用于雷達隱身，能夠降低雷達散射截面，也可以作為電磁波屏蔽層，有效地降低環(huán)境中日益增加的電磁干擾及有害輻射，保障信息安全。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明基于頻率選擇表面的超輕薄寬帶吸波材料的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖2為本發(fā)明基于頻率選擇表面的超輕薄寬帶吸波材料的頻率選擇表面的局部示意圖；
[0022]圖3為本發(fā)明基于頻率選擇表面的超輕薄寬帶吸波材料的頻率選擇表面的周期單元；
[0023]圖4為本發(fā)明基于頻率選擇表面的超輕薄寬帶吸波材料的反射系數(shù)曲線圖；
[0024]圖中，1、頻率選擇表面，2、介質(zhì)層，3、金屬層，4、金屬貼片，5、*型通孔，6、*型貼片。
【具體實施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖進一步說明本發(fā)明。
[0026]如圖1-3所示，本發(fā)明基于頻率選擇表面的超輕薄寬帶吸波材料，包括:頻率選擇表面I，介質(zhì)層2和金屬底板3 ;頻率選擇表面由周期排列的金屬貼片4單元組成，金屬貼片4為正方形，金屬貼片4內(nèi)設有*型通孔5，*型通孔5內(nèi)設有實心*型貼片6，金屬貼片4、*型通孔5和*型貼片6具有相同的中心點，*型通孔5和*型貼片6具有相同的中心線，金屬貼片4和*型貼片6的材料均為銅箔；介質(zhì)層2的厚度為2.8-3.2mm，介電常數(shù)為1-1.1，采用蜂窩結(jié)構(gòu)的介質(zhì)基板；金屬底板3的材料為銅箔。
[0027]本實施方式中，金屬貼片4和*型貼片6通過粘結(jié)固定在介質(zhì)層2的上表面，金屬底板3通過粘結(jié)固定在介質(zhì)層2的下表面。
[0028]本實施方式中，*型通孔5具有六個臂長與臂寬相同的臂，六個臂具有相同的端點，相鄰兩個臂之間成60°夾角，且每個臂的臂寬固定；*型貼片6具有六個臂長與臂寬相同的臂，六個臂具有相同的端點，相鄰兩個臂之間成60°夾角，且每個臂臂寬固定；*型通孔5的臂的臂長比*型貼片6的臂的臂長長，*型通孔5的臂的臂寬比*型貼片6的臂的臂寬寬，每個*型貼片6的臂相應的在每個*型通孔5的臂內(nèi)，且每個*型貼片6的臂與每個*型通孔5的臂形成的空隙相同。
[0029]本發(fā)明中，蜂窩結(jié)構(gòu)為現(xiàn)有技術，采用蜂窩結(jié)構(gòu)可以減輕吸波材料的重量，在滿足介質(zhì)層2需要的介電常數(shù)和厚度的前提下，蜂窩內(nèi)部具體結(jié)構(gòu)沒有限制，本實施方式采用密度為60的蜂窩結(jié)構(gòu)，蜂窩結(jié)構(gòu)的六棱圓柱為正置結(jié)構(gòu)，即頻率選擇表面I和金屬底板3，相對于蜂窩結(jié)構(gòu)的位置關系是在六棱圓柱的上下底面；在滿足介質(zhì)層2介電常數(shù)和厚度的前提下，也可以采用泡沫材料。
[0030]將本實施方式制備的吸波材料進行反射系數(shù)測試，通過反射系數(shù)最終可以計算出吸波效率，結(jié)果如圖4所示，吸波材料具有超寬吸波帶寬，在8GHz-23GHz范圍內(nèi)具有-1OdB以下的反射系數(shù)，在8GHz-23GHz范圍內(nèi)均可實現(xiàn)高吸波效率。
【權利要求】
1.基于頻率選擇表面的超輕薄寬帶吸波材料，包括:頻率選擇表面(I)、介質(zhì)層(2)和金屬底板(3)，所述頻率選擇表面由周期排列的金屬貼片(4)組成； 其特征在于， 所述介質(zhì)層(2)的厚度為2.8-3.2mm，介電常數(shù)為1-1.1 ； 所述金屬貼片⑷為正方形，金屬貼片⑷內(nèi)設有*型通孔(5)，*型通孔(5)內(nèi)設有*型貼片(6)； 所述金屬貼片(4)、*型通孔(5)和*型貼片(6)具有相同的中心點，且*型通孔(5)和*型貼片(6)具有相同的中心線。
2.根據(jù)權利要求1所述的基于頻率選擇表面的超輕薄寬帶吸波材料，其特征在于，所述介質(zhì)層(2)的厚度為3mm。
3.根據(jù)權利要求1所述的基于頻率選擇表面的超輕薄寬帶吸波材料，其特征在于，所述介質(zhì)層(2)的介電常數(shù)為1.05。
4.根據(jù)權利要求1所述的基于頻率選擇表面的超輕薄寬帶吸波材料，其特征在于，所述介質(zhì)層(2)為蜂窩結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權利要求1所述的基于頻率選擇表面的超輕薄寬帶吸波材料，其特征在于，所述金屬底板(3)的材料為銅箔。
6.根據(jù)權利要求1所述的基于頻率選擇表面的超輕薄寬帶吸波材料，其特征在于，所述金屬貼片(3)和*型貼片(6)的材料均為銅箔。
【文檔編號】H01Q17/00GK103682672SQ201310613651
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年11月25日 優(yōu)先權日:2013年11月25日
【發(fā)明者】湯洋, 高勁松, 王巖松, 徐念喜, 陳新 申請人:中國科學院長春光學精密機械與物理研究所