一種超材料增強吸波泡沫雷達吸波材料制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種超材料增強吸波泡沫雷達吸波材料，該雷達吸波材料包括超材料增強吸波泡沫結(jié)構(gòu)和全反射襯板基底；所述超材料增強吸波泡沫結(jié)構(gòu)是由至少兩層吸波泡沫層和至少兩層超材料層按任意順序依次疊加構(gòu)成的平面疊層結(jié)構(gòu)，該雷達吸波材料將超材料薄、輕、強、寬以及易調(diào)頻等優(yōu)點很好地融入傳統(tǒng)雷達吸波泡沫，在更寬頻帶內(nèi)用超材料提高吸波泡沫性能，雷達吸波材料設(shè)計簡單、可操作性強，適用于雷達吸波、電磁屏蔽等鄰域。

A super material absorbing radar foam absorbing material

The invention discloses a super absorbing foam material enhanced radar absorbing materials, the radar absorbing materials including super absorbing materials reinforced foam structure and total reflection plate substrate; wherein the reinforcing material absorbing foam structure is composed of at least two layer planar laminated structure wave absorbing foam layer and at least two layer press any material layer sequentially superposed, the radar absorbing material has the advantages of ultra thin material, light and strong, wide and easy FM, well into the traditional radar absorbing foam, super absorbing foam material to improve performance in more wide band, radar absorbing material has the advantages of simple design and operation strong, suitable for radar wave absorption, electromagnetic shielding and other neighborhood.

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
一種超材料增強吸波泡沫雷達吸波材料
本專利技術(shù)涉及雷達吸波材料，特別涉及一種超材料增強吸波泡沫雷達吸波材料，是屬于國防功能材料領(lǐng)域。
技術(shù)介紹
隨著電磁波技術(shù)的迅速發(fā)展，隱身技術(shù)在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中的地位越發(fā)重要。隱身技術(shù)是否發(fā)達直接關(guān)系軍隊綜合作戰(zhàn)能力。吸波材料是實現(xiàn)裝備隱身、屏蔽電磁干擾、躲避偵查的有效的重要手段。近些年來填充一定吸收劑的雷達吸波泡沫因其輕質(zhì)、吸收穩(wěn)定，力學(xué)性能可佳等被廣泛研究應(yīng)用。超材料是指一類具有天然媒質(zhì)所不具備的超物理性能的人工材料。通過人工設(shè)計改變關(guān)鍵物理尺寸實現(xiàn)特定的等效電磁參數(shù)以在特定頻段實現(xiàn)匹配吸收。超材料因其“薄、輕、寬、頻帶易調(diào)節(jié)”等優(yōu)點吸引廣大研究人員。傳統(tǒng)雷達吸波材料厚度大、質(zhì)量大等缺點一直以來困擾著它的實際應(yīng)用問題。尤其是在特定頻段，特定厚度限制等情況下難以滿足實際需求。將超材料“薄、輕、寬、頻帶易調(diào)節(jié)”的有點賦予傳統(tǒng)雷達吸波材料是解決當前問題的有效方法之一。
技術(shù)實現(xiàn)思路
針對現(xiàn)有的傳統(tǒng)雷達吸波材料存在厚度大、質(zhì)量大、特定頻段不能實現(xiàn)良好吸收等缺點與不足，本專利技術(shù)的目的在于提供一種在更寬頻帶內(nèi)具有更好吸波性能的超材料增強吸波泡沫雷達吸波材料；該超材料增強吸波泡沫雷達吸波材料設(shè)計簡單、可操作性強，適用于雷達吸波、電磁屏蔽等鄰域。為了實現(xiàn)上述技術(shù)目的，本專利技術(shù)提供了一種超材料增強吸波泡沫雷達吸波材料，其包括超材料增強吸波泡沫結(jié)構(gòu)和全反射襯板基底；所述超材料增強吸波泡沫結(jié)構(gòu)是由至少兩層吸波泡沫層和至少兩層超材料層按任意順序依次疊加構(gòu)成。優(yōu)選的方案，所述超材料增強吸波泡沫結(jié)構(gòu)由至少兩層吸波泡沫層和至少兩層超材料層按交替順序依次疊加構(gòu)成的平面疊層結(jié)構(gòu)。較優(yōu)選的方案，所述超材料增強吸波泡沫結(jié)構(gòu)由兩層吸波泡沫層和兩層超材料層按交替順序依次疊加構(gòu)成；或者由三層吸波泡沫層和兩層超材料層按交替順序依次疊加構(gòu)成；或者由兩層吸波泡沫層和三層超材料層按交替順序依次疊加構(gòu)成。進一步優(yōu)選的方案，所述超材料增強吸波泡沫結(jié)構(gòu)中各層吸波泡沫層中的吸波泡沫材料相同或不同；更優(yōu)選為不同。進一步優(yōu)選的方案，所述超材料增強吸波泡沫結(jié)構(gòu)中各層超材料層中的超材料相同或不同；更優(yōu)選為不同。更優(yōu)選的方案，所述超材料為納米超材料、光子晶體、等離子體超材料、介電型超材料或電阻型超材料。本專利技術(shù)的吸波泡沫層的吸波泡沫材料選擇、吸波泡沫層厚度以及吸波泡沫材料中吸波劑的選擇不受限制，可以選擇任意現(xiàn)有報道的吸波泡沫材料。例如：劉祥萱等研究制備的羰基鐵吸波泡沫，賀龍輝等研究制備的短切碳纖維聚氨酯泡沫等，這些吸波泡沫都適應(yīng)于本專利技術(shù)的技術(shù)方案。本專利技術(shù)的超材料層為所有現(xiàn)有報道的人工設(shè)計的吸波超材料。例如：專利103647152A公布的超材料頻率選擇表面、專利102811596A公布的電阻型超材料以及近幾年展開研究的純電介質(zhì)超材料，這些超材料都適應(yīng)于本專利技術(shù)的技術(shù)方案。本專利技術(shù)的超材料增強吸波泡沫雷達吸波材料，以沿照射電磁場方向作為相對方向參考，超材料增強吸波泡沫結(jié)構(gòu)中的吸波泡沫層和超材料層與全反射襯板基底可以采取一定排布方式。為詳細說明，以超材料增強吸波泡沫結(jié)構(gòu)中含兩層以上超材料，兩層以上吸波泡沫為例進行具體說明：排布方式1：不考慮全反射襯板基底，沿電磁場照射方向，超材料增強吸波泡沫結(jié)構(gòu)中，第一層為超材料層，最后一層為吸波泡沫層，中間不限制吸波泡沫層數(shù)以及超材料層數(shù)，且中間的吸波泡層及超材料層按任意順序排列，典型結(jié)構(gòu)如附圖1；排布方式2：不考慮全反射襯板基底，沿電磁場照射方向，超材料增強吸波泡沫結(jié)構(gòu)中，第一層為吸波泡沫層，最后一層為超材料層，中間不限制吸波泡層數(shù)以及超材料層數(shù)，且中間的吸波泡層及超材料層按任意順序排列，典型結(jié)構(gòu)如附圖2。排布方式3：不考慮全反射襯板基底，沿電磁場照射方向，超材料增強吸波泡沫結(jié)構(gòu)中，第一層和最后一層均為吸波泡沫層，中間不限制吸波泡層數(shù)以及超材料層數(shù)，且中間的吸波泡層及超材料層按任意順序排列，典型結(jié)構(gòu)如附圖3。排布方式4：不考慮全反射襯板基底，沿電磁場照射方向，超材料增強吸波泡沫結(jié)構(gòu)中，第一層和最后一層均為超材料層，中間不限制吸波泡層數(shù)以及超材料層數(shù)，且中間的吸波泡層及超材料層按任意順序排列，典型結(jié)構(gòu)如附圖4。本專利技術(shù)的全反射襯板基底為本
常規(guī)的全反射襯板，其材料類型以及全反射襯板厚度不受限制。全反射襯板如常規(guī)的銅板以及工業(yè)用1000系列鋁板等。相對現(xiàn)有技術(shù)，本專利技術(shù)技術(shù)方案帶來的有益技術(shù)效果：現(xiàn)有技術(shù)中，采用多邊開縫式電阻型頻率選擇表面(FSS)與傳統(tǒng)的磁性吸波材料(RAM)復(fù)合，以不同碳纖維含量的磁性吸波材料RAM1及RAM2與底層FSS復(fù)合構(gòu)建三層吸波體模型電阻型，F(xiàn)SS在8.7GHz附近具有更加優(yōu)良的吸波性能,同時FSS復(fù)合傳統(tǒng)的磁性吸波材料RAM產(chǎn)生了拓頻效果,在8～15GHz范圍內(nèi)起到全頻段吸收。而本專利技術(shù)的超材料增強吸波泡沫雷達吸波材料提出了一種全新的超材料和吸波泡沫復(fù)合方式，由至少兩層超材料層和至少兩層吸波泡沫材料層按任意疊加方式構(gòu)成。將多層吸波泡沫與多層超材料復(fù)合，超材料層與吸波材料層疊加復(fù)合，可以改善吸波體的局部吸收性能，而多層吸波泡沫與多層超材料疊加復(fù)合，可以有效增強整個吸波單元的吸收性能。且超材料層不被限制在底層(緊挨全反射板)，而可以按照需要置于泡沫之間的特定位置，且超材料設(shè)置兩層以上，且可以采用不同的超材料，使得超材料的設(shè)計不限制于諧振單元+介質(zhì)基板+全反射板的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)，便于各種類型的超材料投入使用(比如：金屬諧振單元+介質(zhì)基板+金屬諧振單元超材料、諧振單元+介質(zhì)基板+電阻諧振單元，甚至具有特定結(jié)構(gòu)的純電介質(zhì)超材料)，大大增加吸波體的設(shè)計靈活性。而吸波泡沫設(shè)置兩層以上，且可以采用相同或不同的吸波泡沫材料與超材料復(fù)合，有利于形成梯度吸波材料，以增強吸收帶寬，且層次的增加促使不同長度波長的電磁波進入吸波體并被損耗，尤其有利于低頻吸波體材料的設(shè)計。綜上所述，本專利技術(shù)的超材料增強吸波泡沫材料具有更寬的有效吸收頻率范圍，且具有對該寬頻率范圍內(nèi)具有更強的吸收。附圖說明【圖1】為實施例1制備的超材料增強吸波泡沫雷達吸波材料的結(jié)構(gòu)示意圖；【圖2】為實施例2制備的超材料增強吸波泡沫雷達吸波材料的結(jié)構(gòu)示意圖；【圖3】為實施例3制備的超材料增強吸波泡沫雷達吸波材料的結(jié)構(gòu)示意圖；【圖4】為實施例4制備的超材料增強吸波泡沫雷達吸波材料的結(jié)構(gòu)示意圖；【圖5】為參照實例RAM1與RAM2復(fù)合吸波泡沫的反射率曲線；【圖6】為實施例1采用的孔洞超材料結(jié)構(gòu)示意圖；【圖7】為實施例1制備的超材料增強吸波泡沫雷達吸波材料的反射率曲線；【圖8】為實施例2制備的超材料增強吸波泡沫雷達吸波材料的反射率曲線；【圖9】為實施例3制備的超材料增強吸波泡沫雷達吸波材料反射率曲線；【圖10】為實施例4制備的超材料增強吸波泡沫雷達吸波材料反射率曲線；【圖11】為實施例1～4中采用的吸波泡沫RAM1的介電常數(shù)曲線；【圖12】為實施例1～4中采用的吸波泡沫RAM1的磁導(dǎo)率曲線；【圖13】為實施例1～4中采用的吸波泡沫RAM2的介電常數(shù)曲線；【圖14】為實施例1～4中采用的吸波泡沫RAM2的磁導(dǎo)率曲線；其中，1為吸波泡沫層RAM1，2為吸波泡沫層RAM2，3為超材料層，4為全反射襯板。具體實施方式為了更清楚地展現(xiàn)本專利技術(shù)的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點，下面結(jié)本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
超材料增強吸波泡沫雷達吸波材料，其特征在于：包括超材料增強吸波泡沫結(jié)構(gòu)和全反射襯板基底；所述超材料增強吸波泡沫結(jié)構(gòu)是由至少兩層吸波泡沫層和至少兩層超材料層按任意順序依次疊加構(gòu)成的平面疊層結(jié)構(gòu)。

【技術(shù)特征摘要】
1.超材料增強吸波泡沫雷達吸波材料，其特征在于：包括超材料增強吸波泡沫結(jié)構(gòu)和全反射襯板基底；所述超材料增強吸波泡沫結(jié)構(gòu)是由至少兩層吸波泡沫層和至少兩層超材料層按任意順序依次疊加構(gòu)成的平面疊層結(jié)構(gòu)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超材料增強吸波泡沫雷達吸波材料，其特征在于：所述超材料增強吸波泡沫結(jié)構(gòu)由至少兩層吸波泡沫層和至少兩層超材料層按交替順序依次疊加構(gòu)成。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的超材料增強吸波泡沫雷達吸波材料，其特征在于：所述超材料增強吸波泡沫結(jié)構(gòu)由兩層吸波泡沫層和兩層超材料層按交替順序依次疊加構(gòu)成；或者由三層吸波泡沫層和兩...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：黃小忠，王強，周丁，杜作娟，王春齊，成雨果，
申請(專利權(quán))人：中南大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：湖南,43