[發明專利]多層電磁波吸波結構及制備方法

有效

• 申請號: 201210184633.3
• 申請日: 2012-06-06
• 公開（公告）號: CN102724856A
• 公開（公告）日: 2012-10-10
• 發明（設計）人: 鄧龍江;張輝彬;陸海鵬;謝建良;梁迪飛;周佩珩;陳良
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H05K9/00
• 分類號: H05K9/00;B32B15/08;B32B9/04;B32B3/14
• 代理公司: 成都惠迪專利事務所 51215
• 代理人: 劉勛

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

自二戰以來，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。隨著電子設備工作頻帶的增加，人們對寬頻吸波材料的需求也越來越迫切。

寬頻吸波材料中，多層電介質吸收材料有頻帶寬、重量輕、便于施工和批量生產等特點，而獲得了研究者和使用者的親睞。目前常用的輕質寬頻吸波體有：Jaumann吸波體，非均勻吸波體，幾何漸變吸波體，蜂窩結構等。但是這些吸波體有一個共同的缺點，即它們的工作頻帶受限于厚度。因此，這些吸波體的厚度通常特別厚，而且低頻段吸波效果不佳。為了克服這些缺點，研究者引入了多層電路模擬吸波體。多層電路模擬吸波體的吸波特性主要取決于吸波體中的周期性圖案。這樣，圖案的引入，同時也引入了大量設計吸波體時必須考慮的變量，例如，圖案的選擇，周期的分布，及單元的具體參數。優化多層電路模擬吸波體的圖案形狀、周期分布及單元具體參數，以成為得到超寬頻、超薄吸波結構必須解決的技術問題。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，提供一種多層電磁吸波結構及其制備方法，使構造的電磁吸波結構具有吸收頻帶寬但厚度相對較薄的特點，特別是在2.5-8GHz具有較好的吸波性能。

本發明解決所述技術問題采用的技術方案是，多層電磁波吸波結構，其特征在于，在金屬底板上設置有至少兩層吸波結構層，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層和設置于泡沫材料上的方形電阻膜構成。泡沫層為輕質聚甲基丙烯酰亞胺泡沫材料。

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，并且孔的中心點、電阻膜的中心點和泡沫材料的中心點重合。

本發明還提供前述多層電磁波吸波結構的制備方法，其特征在于，包括下述步驟：

1）采用絲網印刷的方式，在一定厚度的輕質泡沫材料表層刷上碳黑漿料，在其表面形成周期性方形電阻膜，輕質泡沫與周期性電阻膜形成一層吸波結構，

2）將各層的組合結構堆疊起成多層組合結構，并該多層結構設置于金屬平板上。

本發明的有益效果是，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；通過多層疊加，可形成極寬頻帶的電磁波吸收；在不改變厚度前提下，通過調整方形圖案尺寸，可以調控吸波性能；通過調整圖案，在低頻具有較好吸波性能。

附圖說明

圖1是輕質泡沫與方形電阻膜形成的的一層吸波結構示意圖。

圖2是具有6層吸波結構層的實施例。

圖3是單層吸波結構的單元尺寸參數示意圖。其中n代表第n層組合結構，最靠近金屬平板的為第1層，次靠近金屬平板的為第2層，以此排序。a_n為第n層單元尺寸，l_n為第n層的方形電阻膜外邊長，w_n為第n層的方形電阻膜內邊長，d_n為第n層組合結構的厚度，r_n為第n層的方形電阻膜方阻。

圖4是4層吸波結構的實施例的反射率曲線圖。

具體實施方式

參見圖1~圖4。

本發明的底層為金屬平板，底層以上為輕質泡沫+周期性方形電阻圖案的多層組合，其中輕質泡沫的介電常數及磁導率約為1。

在金屬底板上設置有至少兩層吸波結構層，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2和設置于泡沫材料上的方形電阻膜1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，并且孔的中心點、電阻膜的中心點和泡沫材料的中心點重合。

本發明提供的多層電磁波吸波結構的制備方法為：采用絲網印刷的方法，在一定厚度的輕質泡沫材料表層刷上碳黑漿料，在其表面形成周期性方形電阻膜。這樣，輕質泡沫與周期性電阻膜形成一層組合結構，如圖1所示。所示。將一層一層的組合結構堆疊起成多層組合結構，并該多層結構放置于金屬平板3上，形成輕質寬頻吸波結構，如圖2所示（圖中為6層組合結構）。圖3表示每層組合結構的單元尺寸參數。

實施例1：