專利名稱：電磁波吸波結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電子材料技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及電磁吸波結(jié)構(gòu)及其設(shè)計(jì)方法。
背景技術(shù)：
自ニ戰(zhàn)以來(lái)，雷達(dá)吸波材料已經(jīng)成為各個(gè)國(guó)家的研究重點(diǎn)。特別是由于隱身技術(shù)的發(fā)展，雷達(dá)吸波材料作為提高武器系統(tǒng)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(shè)備滲透到現(xiàn)實(shí)生活中的各個(gè)領(lǐng)域。這些電子設(shè)備輻射電磁波到環(huán)境中，造成嚴(yán)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(dá)吸波材料也在信息傳播、電子器件、微波輻射防護(hù)等民用方面得到廣泛的運(yùn)用。隨著各種電子設(shè)備的應(yīng)用，滿足各種特殊需求的吸波也隨之出現(xiàn)。例如，為了不影響其它設(shè)備工作頻段而只針對(duì)某一頻段進(jìn)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(nèi)吸波表現(xiàn)出優(yōu)異的性能。因?yàn)?，超材料吸波體可以通過(guò)控制其結(jié)構(gòu)類型及其參數(shù)調(diào)節(jié)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(lái)源于歐姆損耗及電介質(zhì)損耗。一般情況下，為了達(dá)到吸波要求，僅依靠電介質(zhì)損耗是不夠的，特別是當(dāng)構(gòu)成超材料的電介質(zhì)材料介電常數(shù)虛部比較小的時(shí)候。而歐姆損耗取決于構(gòu)成超材料的金屬的電導(dǎo)率大小。在很多情況下，為了達(dá)到良好的吸波性能，金屬的電導(dǎo)率不能太大也不能太小。因此，必須通過(guò)鍍膜的方式來(lái)得到滿足要求的金屬電導(dǎo)率。這樣，制造超材料的成本顯然會(huì)大大增加。為了降低超材料吸波體的制作成本，我們?cè)诔牧衔ńY(jié)構(gòu)中引入了磁損耗。通過(guò)在超材料結(jié)構(gòu)中合理加入磁性材料，達(dá)到特定窄帶內(nèi)的優(yōu)異吸波性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供ー種電磁吸波結(jié)構(gòu)，將磁性材料弓丨入到超材料吸波結(jié)構(gòu)中，從而構(gòu)成針對(duì)特定頻段吸波的窄帶吸波體。本發(fā)明解決所述技術(shù)問(wèn)題采用的技術(shù)方案是，一種電磁吸波結(jié)構(gòu)，其特征在于，在金屬平板上覆蓋有輕質(zhì)泡沫材料層，泡沫材料層的表面周期性的設(shè)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(zhì)聚甲基丙烯酰亞胺泡沫。鐵基磁性吸波材料可采用微米級(jí)羰基鐵球形顆粒-環(huán)氧樹(shù)脂磁性復(fù)合吸波材料。本發(fā)明的有益效果是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制備エ藝簡(jiǎn)單，可操作性強(qiáng)，成本較低；整個(gè)結(jié)構(gòu)主要由輕質(zhì)泡沫構(gòu)成，密度較低；具有窄頻帶吸波的特點(diǎn)；通過(guò)合理調(diào)整結(jié)構(gòu)的尺寸參數(shù)，可以調(diào)節(jié)吸收峰的位置、頻帶及幅值大小。


圖I是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，I-磁性材料包覆的銅線，2—輕質(zhì)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(jié)構(gòu)的吸波單元示意圖。圖4是鐵基磁性吸波材料電磁參數(shù)曲線圖。
圖5是本發(fā)明的反射系數(shù)測(cè)試曲線圖。
具體實(shí)施例方式一種電磁吸波結(jié)構(gòu)，在金屬平板上覆蓋有輕質(zhì)聚甲基丙烯酰亞胺泡沫層，輕質(zhì)泡沫層的表面周期性的設(shè)置有銅線段陣列，所述銅線包覆有微米級(jí)羰基鐵球形顆粒-環(huán)氧樹(shù)脂磁性復(fù)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(shí)施例中，銅線半徑為r，磁性材料層厚度為t，吸波単元邊長(zhǎng)為a，銅線長(zhǎng)度為I，泡沫厚度為d。實(shí)施例I :本實(shí)施例所用磁性吸波材料電磁參數(shù)如圖4所示。具體尺寸參數(shù)為(單位mm):r=0. 22，t=0. 05，a=25，1=21，d = 5。本實(shí)施例在垂直入射TE或TM波情況下，在5GHz附近有較強(qiáng)的吸波性能，如圖5所示。該結(jié)構(gòu)在5GHz達(dá)到最強(qiáng)吸波效果，反射系數(shù)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(shù)，大于5. 6GHz的頻帶有_5dB的反射系數(shù)。實(shí)施例2:本實(shí)施例所用磁性吸收材料磁導(dǎo)率實(shí)部和虛部在6-8GHz之間均為I左右，。具體尺寸參數(shù)為(單位 mm) r=0. 22, t=0. 5, a=20, I = 15, d = 5。本實(shí)施例在垂直入射TE或TM波情況下，在7GHz附近有較強(qiáng)的吸波性能。該結(jié)構(gòu)在7GHz達(dá)到最強(qiáng)吸波效果，反射系數(shù)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(shí)施例3 本實(shí)施例所用磁性吸收材料磁導(dǎo)率實(shí)部和虛部在6-8GHz之間均為I左右，。具體尺寸參數(shù)為(單位 mm) r=0. 22, t=l, a=20, 1=16, d = 5。本實(shí)施例垂直入射TE或TM波情況下，在5. 5GHz附近有較強(qiáng)的吸波性能。該結(jié)構(gòu)在5. 5GHz達(dá)到最強(qiáng)吸波效果，反射系數(shù)為_(kāi)8dB。而在小于4. 3GHz的頻段，僅有_2dB的吸波性能。
權(quán)利要求
1.ー種電磁吸波結(jié)構(gòu)，其特征在于，在金屬平板上覆蓋有輕質(zhì)泡沫材料層，泡沫材料層的表面周期性的設(shè)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(quán)利要求I所述的電磁波吸波結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述泡沫材料為輕質(zhì)聚甲基丙烯酰亞胺泡沫。
3.如權(quán)利要求I所述的電磁波吸波結(jié)構(gòu)，其特征在于，電磁吸波結(jié)構(gòu)由多個(gè)尺寸相同的正方形吸波單元構(gòu)成，每ー吸波單元設(shè)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(zhǎng)度a=25mm,銅線長(zhǎng)度l=21mm ;輕質(zhì)泡沫層厚度 d=5mm。
4.如權(quán)利要求I所述的電磁波吸波結(jié)構(gòu)，其特征在于，電磁吸波結(jié)構(gòu)由多個(gè)尺寸相同的正方形吸波單元構(gòu)成，每ー吸波單元設(shè)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(zhǎng)度a=20mm,銅線長(zhǎng)度l=15mm ;輕質(zhì)泡沫層厚度d=5mm。
5.如權(quán)利要求I所述的電磁波吸波結(jié)構(gòu)，其特征在于，電磁吸波結(jié)構(gòu)由多個(gè)尺寸相同的正方形吸波單元構(gòu)成，每ー吸波單元設(shè)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(zhǎng)度a=20mm,銅線長(zhǎng)度l=16mm ;輕質(zhì)泡沫層厚度d=5mm。
全文摘要
電磁波吸波結(jié)構(gòu)，屬于電子材料技術(shù)領(lǐng)域，本發(fā)明在在金屬平板上覆蓋有輕質(zhì)泡沫材料層，泡沫材料層的表面周期性的設(shè)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(fā)明的有益效果是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制備工藝簡(jiǎn)單，可操作性強(qiáng)，成本較低；整個(gè)結(jié)構(gòu)主要由輕質(zhì)泡沫構(gòu)成，密度較低；具有窄頻帶吸波的特點(diǎn)；通過(guò)合理調(diào)整結(jié)構(gòu)的尺寸參數(shù)，可以調(diào)節(jié)吸收峰的位置、頻帶及幅值大小。
文檔編號(hào)B32B5/18GK102724857SQ2012101849
公開(kāi)日2012年10月10日 申請(qǐng)日期2012年6月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月6日
發(fā)明者周佩珩, 張輝彬, 梁迪飛, 謝建良, 鄧龍江, 陳良 申請(qǐng)人:電子科技大學(xué)