[發明專利]一種仿蝶翼寬頻復合吸波超材料結構及制造方法

有效

• 申請號: 202011415961.0
• 申請日: 2020-12-03
• 公開（公告）號: CN112563760B
• 公開（公告）日: 2022-02-22
• 發明（設計）人: 段玉崗;李玥萱
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: H01Q17/00
• 分類號: H01Q17/00;H01Q15/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 張海平

本發明提供了一種仿蝶翼寬頻復合吸波超材料結構及制造方法。通過對其吸波材料物料配比優化及其單元結構模型參數優化，從而實現該復合吸波體在5?40GHz頻段上具有寬頻吸收，在21.7GHz頻段下最大吸收強度可達?28.2dB，同時反射損耗(Reflection loss,簡稱RL)小于?9.5dB的吸收頻寬為29.54GHz。本發明超材料結構易調控且制造工藝簡單，有效克服了吸波材料吸收頻段單一，密度大等問題，增強了吸波性能。

技術領域

本發明屬于吸波復合材料技術研究領域，特別涉及一種仿蝶翼寬頻復合吸波超材料結構及制造方法。

背景技術

近年來，隨著英、美、德法等軍事強國軍事偵查技術的快速發展，武器裝備的隱蔽，例如，戰斗機、轟炸機、艦船及導彈等，變得愈來愈困難，一旦發現將會被立即毀滅。因此，在提高雷達偵查探測能力的同時，各個國家對軍事設施的隱身技術的研究范圍也在不斷擴增。

隱身技術作為現代世界各個軍事強國中軍事作戰高科技核心技術，占有十分重要的地位。具有高隱身功能的軍事作戰裝備，能夠使得自己在進攻過程中始終把握主動權，增加攻擊對方的瞬間性。一般來說，提高隱身技術主要通過以下兩種方法：縮小雷達散射界面(Radar cross Section,簡稱RCS)和最大程度上減少電磁波的反射(即Reflectionabsorption materials,簡稱RAM)。

電磁吸波材料(RAM)作為隱身技術的物質保障，能夠大量吸收外來入射的電磁波并以熱能的形式大幅消減表面電磁波能量，從而減少雷達的反饋信號。目前，電磁吸波材料分為涂層型吸波材料及結構型吸波材料。涂層型吸波材料通過涂裝從而降低設備可被識別的風險，但缺點在于易脫落，無承載能力。相比涂層型吸波材料，結構型吸波材料屬于一種多功能復合型材料，既具有較好的承載能力，又能夠吸收電磁波，已經成為目前新型隱身吸波材料的主要研究對象。目前F-111飛機整流罩及英美聯合研制的鷂-II飛機進氣道及日本空艦彈、地艦彈等均采用了結構型電磁吸波材料。

碳纖維是一種由碳元素構成的無機纖維，其中碳含量大于90％。具有耐高溫、導電、導熱、抗腐蝕及抗摩擦等優異特性。同時，碳纖維還具有低密度、高比強度、高比模量等優異機械特性，是制造航空、航天等高精尖器材的理想材料。磁性納米材料，例如氧化鐵、氧化鎳、氧化鈷等，因其優異的物理化學特性，如大比表面積、優異的磁性能、小尺寸效應等，被廣泛應用于低頻段微波吸收領域。由于單一的磁材料或者介電材料均無法滿足電磁波阻抗匹配要求，因此在微波頻段的吸收效果十分不理想，無法滿足目前時期對與RAM“輕、薄、強”的需求。

發明內容

本發明的目的在于提供一種仿蝶翼寬頻復合吸波超材料結構及制造方法，以解決上述問題。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種仿蝶翼寬頻復合吸波超材料結構，包括基板和仿蝶翼超材料單元結構，若干仿蝶翼吸波超材料單元結構均勻等間距排布在基板上，形成仿蝶翼復合吸波超材料周期結構；

仿蝶翼復合吸波超材料單元結構包括主體基板和蝶翼型凸起，兩個蝶翼型凸起對稱設置在主體的兩側，主體底部固定設置在基板上。

進一步的，蝶翼型凸起和基板之間留有空隙，蝶翼型凸起的層數為1至4層。

進一步的，層間距為0-2mm。

進一步的，一種寬頻仿蝶翼復合吸波超材料的制備方法，包括以下步驟：

步驟1，制備復合吸波材料；

步驟2，通過3D打印及翻模技術制備仿蝶翼復合吸波超材料結構吸波體模具；

步驟3，將上述復合吸波材料倒入定量環氧樹脂固化劑，再快速攪拌至環氧樹脂與固化劑均勻混合；