[發明專利]一種超薄超寬譜的吸波材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201910079579.8
• 申請日: 2019-01-28
• 公開（公告）號: CN109862769B
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發明（設計）人: 伍連保;周名華;李虎權
• 申請（專利權）人: 深圳市佳晨科技有限公司
• 主分類號: H05K9/00
• 分類號: H05K9/00;H01Q17/00
• 代理公司: 深圳市順天達專利商標代理有限公司 44217
• 代理人: 陸軍;吳靜

本發明涉及一種超薄超寬譜的吸波材料及其制備方法，該吸波材料包括金屬底板，在所述金屬底板上設置有吸波結構層，所述吸波結構層由多個吸波體周期排列形成，每一所述吸波體包括介質襯底層和設置在所述介質襯底層的上表面的環形電阻膜，所述介質襯底層設置在所述金屬底板的上表面上。本發明的超薄超寬譜的吸波材料基于電阻膜吸波結構，采用各向同性的環形電阻膜，實現單層吸波結構體10倍頻S₁₁保持?10dB以下吸波特性，斜入射30度以內，依然保持超寬超強吸收特性，且制備工藝簡單易行，吸波材料尺寸可定制。

技術領域

本發明涉及吸波材料技術領域，具體涉及一種超薄超寬譜的吸波材料及其制備方法。

背景技術

吸波材料是一種能夠吸收、衰減一定頻段內入射的電磁波，并使電磁能轉換成熱能或其他形式的能量消耗掉或使電磁波因干涉相消而無法被探測到的一類功能材料，它被廣范應用于軍事隱身，是重要的隱身材料，隨著電子工業的發展，吸波材料的應用已遠遠超出其最初的軍事隱身。電子設備中電磁波應用產生的電磁輻射污染日益嚴重，不僅造成設備間的相互干擾，而且嚴重影響著人體健康。吸波材料在電子通訊、電子器件、節能減排及輻射防護等領域的應用使其成為關系到國計民生的電子功能材料。

隨著5G網絡和毫米波通信的發展，各種吸波材料實際應用中，除了對吸波材料的吸波性能有要求外，還要求材料具有厚度薄、質量輕、吸收頻帶寬、力學強度好等性能。

提升吸波材料吸波性能通常有三條主要技術：一是實現吸波材料和入射端材料良好的阻抗匹配特性，使電磁能量盡可能進入材料內部，減少界面反射；二是增強材料內部對電磁波的損耗能力，使進入材料內部的電磁能量被快速消耗；三是增強材料對電磁波的散射效應，以增加電磁波與材料的作用次數以及減少沿來波方向反射回去的電磁波比重。

目前結構型吸波材料，可以由泡沫等輕質材料加入吸收劑構成，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。但是多層吸波結構厚度通常較厚、低頻吸波性能差、所占空間較大、多層粘接工藝整體力學性能下降；而單層結構當厚度小于5mm時，很難實現寬頻帶吸波的效果，目前已有報道中10dB相對帶寬都不超過100％。典型的吸波屏，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，選定合適方阻值的電阻膜，將其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。但這些圖案受限于本身特點，在低頻段(厚度小于四分之一波長的頻帶)只有一個吸收峰，很難實現超寬帶(2GHz-25GHz)的吸波效果，因此在不改變材料以及吸波體厚度的前提下，拓展吸波體整個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

本發明的目的是提供一種超薄超寬譜的吸波材料及其制備方法，解決現有技術中的在低頻段很難實現超寬帶的吸波效果的問題。

本發明解決技術問題所采用的技術方案是：一種超薄超寬譜的吸波材料，包括金屬底板，在所述金屬底板上設置有吸波結構層，所述吸波結構層由多個吸波體周期排列形成，每一所述吸波體包括介質襯底層和設置在所述介質襯底層的上表面的環形電阻膜，所述介質襯底層設置在所述金屬底板的上表面上。

在本發明的吸波材料中，所述介質襯底層的相對介電常數為0.9～1.1；所述介質襯底層的相對磁導率為0.9～1.1。

在本發明的吸波材料中，所述環形電阻膜的方阻為180-220Ω/□。

在本發明的吸波材料中，所述介質襯底層是由芳綸蜂窩復合材料或泡沫材料制成的；所述環形電阻膜是由導電炭黑制成的；所述金屬底板是由金、銅或鋁制成的。

在本發明的吸波材料中，所述環形電阻膜的形狀為圓環形且位于所述介質襯底層的上表面的中心位置。

在本發明的吸波材料中，所述吸波體的橫截面呈正方形，且該正方形的邊長為15mm-25mm；所述環形電阻膜的外直徑＝吸波體的橫截面的邊長-0.4mm；所述環形電阻膜的內直徑＝吸波體的橫截面的邊長-13.4mm。