[發(fā)明專利]一種圖形化蜂窩單元寬帶周期吸波結(jié)構(gòu)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810815329.1
• 申請(qǐng)日: 2018-07-24
• 公開（公告）號(hào): CN109167181B
• 公開（公告）日: 2021-02-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周佩珩;張國(guó)瑞;任鑫;王睿;陳海燕;鄧龍江
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): H01Q17/00
• 分類號(hào): H01Q17/00
• 代理公司: 電子科技大學(xué)專利中心 51203
• 代理人: 閆樹平

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。本發(fā)明將充分固化的蜂窩孔選擇性浸漬吸波漿料，不僅擴(kuò)大了導(dǎo)電通道的最大通道半徑，使其與入射波波長(zhǎng)相當(dāng)，避免入射波在該導(dǎo)電通道內(nèi)產(chǎn)生高階諧振模式，增加入射波在蜂窩孔中的傳播，提高結(jié)構(gòu)對(duì)入射波能量的諧振吸收，大幅增強(qiáng)低頻的吸收性能，同時(shí)也將高頻的吸收性能進(jìn)一步降低；而且減少了吸波漿料的使用，較之傳統(tǒng)蜂窩吸波結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)相同的吸收強(qiáng)度，圖形化蜂窩吸波結(jié)構(gòu)的重量更輕，帶寬為2～18GHz。

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)

第二次世界大戰(zhàn)期間，雷達(dá)技術(shù)的應(yīng)用給戰(zhàn)爭(zhēng)進(jìn)程帶來(lái)了重大的變化。隨后，為了增強(qiáng)武器裝備的突防性能，雷達(dá)隱身技術(shù)也應(yīng)運(yùn)而生。而現(xiàn)代戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境下，電磁輻射越來(lái)越復(fù)雜，電磁吸波結(jié)構(gòu)作為一種提高武器裝備隱身能力的有效手段，也愈發(fā)受到各軍事強(qiáng)國(guó)的重視，相關(guān)的研究成果也頻頻見諸各大軍事和科技媒體。

另外，隨著智能手機(jī)、4G移動(dòng)通信的快速普及和超級(jí)WiFi、通信基站的搭建，以及微波爐、電磁爐等以電磁波為媒介的技術(shù)產(chǎn)品在人們生活中的廣泛使用，它們所產(chǎn)生的各種電磁輻射等電磁污染也對(duì)人類的生存健康構(gòu)成了“隱形”的威脅。因此電磁吸波結(jié)構(gòu)在信息傳輸、微波輻射防護(hù)等民用領(lǐng)域也有著重要的應(yīng)用價(jià)值。

當(dāng)前，隨著各種電磁波收發(fā)設(shè)備工作頻帶的擴(kuò)展，人們對(duì)高效、寬帶吸波結(jié)構(gòu)的需求也越來(lái)越迫切。傳統(tǒng)吸波結(jié)構(gòu)，如微波暗室普遍采用的尖錐形吸波泡綿。雖然制備工藝簡(jiǎn)單、可批量化生產(chǎn)，但其良好的吸收效能卻帶來(lái)了結(jié)構(gòu)厚度的急劇增加，并且缺乏力學(xué)性能。通常這類寬帶吸波結(jié)構(gòu)的厚度一般都在400mm以上，甚至600～750mm。而多層導(dǎo)電膜和介質(zhì)疊加構(gòu)成的Jaumann吸波體，由于其發(fā)生諧振吸收時(shí)要使各層層間距滿足中心工作頻率對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)四分之一的匹配條件，因此隨著其中心工作頻點(diǎn)的降低層間距也相應(yīng)增大，其工作頻段的拓展則帶來(lái)結(jié)構(gòu)厚度的線性增加，一般都在30-40mm以上。

雖然上述結(jié)構(gòu)都能較好地吸收入射的電磁波，但其結(jié)構(gòu)厚度較大，且機(jī)械性能也較差，無(wú)法滿足一些特殊場(chǎng)合的使用標(biāo)準(zhǔn)及要求。因此，在降低結(jié)構(gòu)厚度的前提下，如何拓寬雷達(dá)波吸收體的吸波帶寬并同時(shí)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的機(jī)械強(qiáng)度已成為當(dāng)前電磁波吸收技術(shù)領(lǐng)域一個(gè)亟待解決的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述存在的問(wèn)題或不足，為解決現(xiàn)有吸波結(jié)構(gòu)在保證結(jié)構(gòu)厚度和機(jī)械強(qiáng)度的同時(shí)，其吸收帶寬不足的問(wèn)題；本發(fā)明提供了一種圖形化蜂窩單元寬帶周期吸波結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)在2～18GHz的寬帶范圍內(nèi)對(duì)入射的電磁波實(shí)現(xiàn)大于90％的有效吸收。其主體結(jié)構(gòu)芳綸紙蜂窩滿足《飛機(jī)結(jié)構(gòu)用芳綸紙基蜂窩芯材規(guī)范(GJB 1874-94)》，具備規(guī)定的力學(xué)性能。

圖形化蜂窩單元寬帶周期吸波結(jié)構(gòu)包括底層金屬平板和設(shè)置于其上方的帶有吸波涂層的蜂窩結(jié)構(gòu)。

所述蜂窩結(jié)構(gòu)的吸波涂層為周期性排布，其周期單元為單個(gè)蜂窩孔以及其相鄰的6個(gè)蜂窩孔，各周期單元間通過(guò)涂覆吸波材料的單列蜂窩孔連接，構(gòu)成整個(gè)圖形化蜂窩單元寬帶周期吸波結(jié)構(gòu)。即周期單元外圍相鄰的12個(gè)蜂窩孔均為涂覆吸波材料的蜂窩孔，各周期單元間通過(guò)涂覆吸波材料的單列蜂窩孔隔離。