低頻寬帶電磁波吸波結構的製作方法

2023-07-28 00:13:26 1

專利名稱：低頻寬帶電磁波吸波結構的製作方法
技術領域：
本發明屬於電子材料技術領域。
背景技術：
自二戰以來，雷達吸波體已經成為各個國家的研究重點。特別是由於隱身技術的發展，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，造成嚴重的汙染，例如，電 磁幹涉電磁兼容以及一系列危害生物的電磁波汙染。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。結構型雷達吸波體，可以由泡沫等輕質材料加入吸收劑構成，而且可以多層疊加實現寬頻帶吸波，因而具有輕質寬頻的優點。但是多層結構雷達吸波體厚度通常較厚，所佔空間較大；而其單層結構很難實現寬頻帶吸波的效果。典型的Salisbury吸波屏，可以由泡沫表面加載電阻膜構成，其厚度為中心工作頻率處波長的四分之一。將其表面電阻膜做成頻率選擇表面圖案，則可以調節其工作頻帶。通常所用到的圖案有方形、十字形、方環等。但這些圖案受限於本身特點，在低頻段(厚度小於四分之一波長的頻帶)只有一個吸收峰，很難實現低頻寬帶的吸波效果。因此在不改變材料以及吸波體厚度的前提下，拓展雷達吸波體低頻段吸收帶寬的問題成為當前電磁波吸波技術領域的一個急需解決的技術問題。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是，提供一種電磁吸波結構，在低頻段(厚度小於四分之一波長的頻帶)具有雙峰吸收，以達到低頻段寬頻吸波的效果。本發明解決所述技術問題採用的技術方案是，低頻寬帶電磁波吸波結構，其特徵在於，在金屬底板上設置有吸波結構層，所述吸波結構層包括多個相同的吸波單元，每個吸波單元由泡沫材料層和設置於泡沫材料上的方形電阻膜構成；所述方形電阻膜和泡沫材料皆為正方形，方形電阻膜內設有一個正方形的孔，孔的邊與方形電阻膜的邊平行，並且孔的中心點、電阻膜的中心點和泡沫材料的中心點重合；方形電阻薄膜沿對角線設置有4條縫隙。泡沫材料為輕質聚甲基丙烯醯亞胺泡沫。本發明具有如下突出優點工藝簡單、可操作性強，成本較低；所用材料主要為泡沫，因此密度極小；在低頻段具有吸波雙峰，低頻吸波頻帶較寬；通過合理調整該圖案的尺寸及泡沫厚度，可以調整該電磁吸波結構的吸波頻段。


圖I是本發明的整體結構示意圖。圖2是本發明的吸波單元結構示意圖。
具體實施例方式本實施方式一共包括3層底層為金屬平板，中間層為輕質泡沫材料，表層為周期性電阻膜。其中泡沫層的介電常數及磁導率約為I。製備方法採用絲網印刷的方法，在一定厚度的泡沫材料表層刷上碳黑漿料，使其表層具有一定的方阻並形成特定的圖案。以下實施例中，泡沫材料邊長為a，方形電阻薄膜的邊長為1，孔的邊長為W，縫隙寬度為e，泡沫材料厚度為d。實施例I : 本實施例是在5_厚泡沫表面印刷周期性梯形圖案的電阻膜。單元尺寸a=25mm，l=23mm, w=llmm, e=lmm, d = 5mm。其中電阻膜的方阻為 60 Q / □。實驗表明，本實施例在垂直入射TE或TM波情況下，在6. 6GHz和IlGHz出現兩個較大的吸收峰，其-IOdB吸波頻段為5. 4GHz 12. 4GHz，而-15dB吸波頻段為5. 8GHz
11.8GHz。實施例2:本實施例是在5mm厚泡沫表面印刷周期性梯形圖案的電阻膜。單元尺寸a=25mm,l=2Ctam,w=ll_, e=l謹，d = 5謹。其中電阻膜的方阻為60 Q / 口。實驗表明，本實施例在垂直入射TE或TM波情況下，在6. 6GHz和IlGHz出現兩個較大的吸收峰，其-IOdB吸波頻段為6. 8GHz 12. 4GHz。實施例3:本實施例是在5mm厚泡沫表面印刷周期性梯形圖案的電阻膜。單元尺寸a=25mm,l=23mm, w=8mm, e=lmm, d = 5mm。其中電阻膜的方阻為 60 Q / □。實驗表明，本實施例在垂直入射TE或TM波情況下，在6. 6GHz和IlGHz出現兩個較大的吸收峰，其-IOdB吸波頻段為5. 4GHz 10. 8GHz。實施例4:本實施例是在5_厚泡沫表面印刷周期性梯形圖案的電阻膜。單元尺寸a=25mm，l=23mm, w=8mm, e=4mm, d = 5mm。其中電阻膜的方阻為 60 Q / □。實驗表明，本實施例在垂直入射TE或TM波情況下，在6. 6GHz和IlGHz出現兩個較大的吸收峰，其-IOdB吸波頻段為6GHz 12. 4GHz。
權利要求
1.低頻寬帶電磁波吸波結構，其特徵在於，在金屬底板上設置有吸波結構層，所述吸波結構層包括多個相同的吸波單元，每個吸波單元由泡沫材料和設置於泡沫材料層上的方形電阻膜構成；所述方形電阻膜和泡沫材料皆為正方形，方形電阻膜內設有一個正方形的孔，孔的邊與方形電阻膜的邊平行，並且孔的中心點、電阻膜的中心點和泡沫材料的中心點重合；方形電阻薄膜沿對角線設置有4條縫隙。
2.如權利要求I所述的多層電磁波吸波結構，其特徵在於，尺寸參數為泡沫材料邊長a=25mm,方形電阻薄膜的邊長l=23mm,孔的邊長W=Ilmm,縫隙寬度e=lmm,泡沫材料厚度d=5mm,電阻膜的方阻為60 Q / 口。
3.如權利要求I所述的多層電磁波吸波結構，其特徵在於，尺寸參數為泡沫材料邊長a=25mm,方形電阻薄膜的邊長l=20mm,孔的邊長W=Ilmm,縫隙寬度e=lmm,泡沫材料厚度d=5mm,電阻膜的方阻為60 Q / 口。
4.如權利要求I所述的多層電磁波吸波結構，其特徵在於，尺寸參數為泡沫材料邊長a=25mm,方形電阻薄膜的邊長l=23mm,孔的邊長w=8mm,縫隙寬度e=lmm,泡沫材料厚度 d=5mm,電阻膜的方阻為60 Q / 口。
5.如權利要求I所述的多層電磁波吸波結構，其特徵在於，尺寸參數為泡沫材料邊長a=25mm,方形電阻薄膜的邊長l=23mm,孔的邊長w=8mm,縫隙寬度e=4mm,泡沫材料厚度d=5mm,電阻膜的方阻為60 Q / 口。
6.如權利要求I所述的多層電磁波吸波結構，其特徵在於，所述泡沫材料為輕質聚甲 基丙烯醯亞胺泡沫。
全文摘要
低頻寬帶電磁波吸波結構，屬於電子材料技術領域。本發明在金屬底板上設置有吸波結構層，所述吸波結構層包括多個相同的吸波單元，每個吸波單元由泡沫材料層和設置於泡沫材料上的方形電阻膜構成；所述方形電阻膜和泡沫材料皆為正方形，方形電阻膜內設有一個正方形的孔，孔的邊與方形電阻膜的邊平行，並且孔的中心點、電阻膜的中心點和泡沫材料的中心點重合；方形電阻薄膜沿對角線設置有4條縫隙。泡沫材料為輕質聚甲基丙烯醯亞胺泡沫。本發明在低頻段具有吸波雙峰，低頻吸波頻帶較寬。
文檔編號B32B15/08GK102717540SQ2012101848
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, 陸海鵬, 陳良 申請人:電子科技大學