[發明專利]一種8～14GHz波段高效吸波超構表面材料

有效

• 申請號: 202110561128.5
• 申請日: 2021-05-21
• 公開（公告）號: CN113285234B
• 公開（公告）日: 2022-06-17
• 發明（設計）人: 郭少軍;周曉松;鄒春榮;沈同圣;趙德鑫;于化鵬
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍軍事科學院國防科技創新研究院
• 主分類號: H01Q15/00
• 分類號: H01Q15/00;H01Q17/00;B32B27/28;B32B15/04;B32B33/00
• 代理公司: 中國和平利用軍工技術協會專利中心 11215
• 代理人: 劉光德

本發明提出一種8～14GHz波段的高效吸波超構表面材料，所述的超構表面材料的結構為至少五層結構從上到下依次層疊復合成一體：微結構的第一阻抗膜層、第一介質層、微結構的第二阻抗膜層、第二介質層和金屬反射層，所述的第一阻抗膜層和第二阻抗膜層在所述的介質層表面形成多個呈周期性排列的陣列單元。本發明通過阻抗膜層?介質層?阻抗膜層?介質層?金屬反射層組合，可實現8～14GHz范圍內入射電磁波阻抗匹配，實現高效率電磁波能量吸收，可以為應對X波段探測雷達實現RCS縮減的應用平臺提供超表面材料。

技術領域

本發明屬于電磁波吸波材料技術領域，尤其涉及一種8～14GHz波段高效吸波超構表面材料。

背景技術

雷達隱身技術主要是指對工作在3MHz～300GHz范圍內雷達的隱身技術，其中厘米波段(2～18GHz)尤其是8～14GHz是非常重要的雷達探測波段，也是現階段世界各國力求突破的超寬頻帶雷達隱身技術研究的重點。隨著雷達探測技術的發展，以及目標外形技術越來越受到戰術指標的限制，原有的雷達隱身材料存在頻帶窄、效率低、密度大等缺點，應用范圍受到一定限制，迫切需要開發新型吸波材料和相應的隱身技術。

中國專利公開CN108493622A公開了一種雙介質層吸波材料，包括層疊放置的兩層介質板，底層介質板下表面覆蓋金屬地板，兩層介質板上表面均印制有陣列金屬貼片。通過調節各介質層上表面的陣列金屬貼片尺寸、兩層介質層各層厚度、以及選擇不同材質改變介質層介電常數，以改變各層的電磁參數，從而改變進入到材料中電磁波的反射折射波相位。入射電磁波傳播過程中部分被材料損耗，剩余部分入射波與反射波相消，從而達到電磁波被人工電磁介質材料吸收的效果，實現了寬帶吸波材料的超薄化。

目前，國內外在進一步提高與改進傳統隱身材料性能的同時正致力于多種新材料的探索，超構表面材料正逐步應用到雷達波隱身材料中，從而滿足對新一代雷達隱身材料吸收強、頻帶寬、質量輕、厚度薄的要求。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明提出了一種8～14GHz波段的高效吸波超構表面材料，所述的超構表面材料的結構為從上到下依次層疊復合成一體，其包括五層結構，具體為：第一阻抗膜層、第一介質層、第二阻抗膜層、第二介質層和金屬反射層，所述的第一阻抗膜層和第二阻抗膜層采用微結構設計，即在所述的介質層上表面形成多個呈周期性排列的陣列單元。

進一步的，所述的第一阻抗膜層和第二阻抗膜層是阻抗為95Ohm/sq的PI膜，厚度為50±0.1um。

進一步的，所述的微結構是呈周期性排列的陣列單元，該陣列單元的單元結構周期P＝8x8mm，第一阻抗膜層和第二阻抗膜層的每個單元結構包括：存在阻抗膜材料的膜材料區，和刻蝕掉膜材料的空隙區；膜材料區和空隙區交錯布置，成為中心對稱圖案構型。

進一步的，第一阻抗膜層陣列單元的每個單元具有一個半徑為0.95mm的中心圓形膜材料區，中心圓的周邊對稱分布8個膜材料區塊；以該中心圓的圓心為中心建立平面坐標系，將阻抗膜層分為80×80個子坐標區域，各個子坐標區域為膜材料區或空隙區，所述的8個膜材料區塊的面積小于中心圓形。

進一步的，對稱分布的8個膜材料區塊分別位于坐標系的0度,45度,90度,135度,180度,225度,270度,315度位置。

進一步的，第二阻抗膜層的陣列單元的每個單元的中心膜材料區是菱形形狀，中心的周邊對稱分布4個空隙區塊；以該菱形中心為原點建立平面坐標系，將阻抗膜層分為80×80個子坐標區域，各個子坐標區域為膜材料區或空隙區，所述的空隙區塊內為以坐標原點為中心對稱分布，膜材料區和空隙區交錯排列的結構。

進一步的，對稱分布的4個空隙區塊分別位于坐標系的45度,135度,225度,315度位置。

優選的，第二阻抗膜層的每個單元的膜材料區遠大于第一阻抗膜層。