專利名稱：一種基于頻率選擇表面的寬頻吸波材料的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種吸波材料，尤其涉及一種基于頻率選擇表面的寬頻吸波材料。
背景技術：
隨著科學技術發(fā)展的日新月異，以電磁波為媒介的技術、各種產(chǎn)品越來越多，電磁波輻射對環(huán)境的影響也日益增大。比如，無線電波可能對機場環(huán)境造成干擾，導致飛機航班無法正常起飛；移動電話可能會干擾各種精密電子醫(yī)療器械的工作；即使是普通的計算機，也會輻射攜帶信息的電磁波，它可能在幾公里以外被接收和重現(xiàn)，造成國防、政治、經(jīng) 濟、科技等方面情報的泄漏。因此，治理電磁污染，尋找一種能抵擋并削弱電磁波輻射的材料——吸波材料，已成為材料科學的一大課題。吸波材料是能吸收投射到它表面的電磁波能量的一類材料，其在包括軍事以及其它方面也有廣泛的應用，比如隱形機、隱形衣等。材料吸收電磁波的基本條件是(I)電磁波入射到材料上時，它能最大限度地進入材料內部，即要求材料具有匹配特性；(2)進入材料內部的電磁波能迅速地幾乎全部衰減掉，即衰減特性。現(xiàn)有的吸波材料利用各個材料自身對電磁波的吸收性能，通過設計不同材料的組分使得混合后的材料具備吸波特性，此類材料設計復雜且不具有大規(guī)模推廣性，同時此類材料的機械性能受限于材料本身的機械性能，不能滿足特殊場合的需求。頻率選擇表面是指由大量無源諧振單元組成的單屏或多屏周期性陣列結構。諧振單元的拓撲結構形狀以及諧振單元所附著的基材的材料選取能決定頻率選擇表面對電磁波響應。為使得頻率選擇表面具有寬頻吸波的性能，需要設計頻率選擇表面的諧振單元以及該諧振單元所附著的基材的材料。

發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題在于，針對現(xiàn)有技術的上述不足，提出一種具有寬頻吸波性能的基于頻率選擇表面的寬頻吸波材料。本發(fā)明解決其技術問題采用的技術方案是提出一種基于頻率選擇表面的寬頻吸波材料，其包括相互緊貼的第一基材以及第二基材，所述第一基材外表面排布多個諧振單元，所述第二基材外表面貼附有反射層；所述諧振單元包括金屬框以及位于金屬框中心的金屬塊。進一步地，所述第一基材介電常數(shù)小于第二基材介電常數(shù)。進一步地，所述第一基材為FR-4材料，所述第二基材為Rohacell材料。進一步地，所述第一基材厚度為0. I至0. 3毫米，所述第二基材厚度為4. 5至4. 8毫米。進一步地，所述金屬框為正方形金屬框，所述正方形金屬框邊長為10至12毫米，線寬為0. 25至0. 3毫米；所述金屬塊為正方形金屬塊，所述正方形金屬塊邊長為5. 5至6. 0毫米。
進一步地，所述諧振單元的電導率為345至350S/m。進一步地，所述金屬框與金屬塊的厚度為0. 01至0. 02毫米。進一步地，所述反射層厚度等于所述金屬框或金屬塊厚度。進一步地，所述金屬塊與金屬框采用銅、銀、金或鋁制成。進一步地，所述反射層材料與所述金屬框或金屬塊材料相同。本發(fā)明利用頻率選擇表面原理設計寬頻吸波材料，通過設計具有特定形狀和/或尺寸的諧振單元使得本發(fā)明寬頻吸波材料在7. 5GHZ至18GHZ均具有良好的吸波效果。



圖I為本發(fā)明寬頻吸波材料的立體結構示意2為本發(fā)明寬頻吸波材料中單個諧振單元的結構示意圖；圖3為不具有諧振單元的材料的仿真測試結果圖；圖4為本發(fā)明寬頻吸波材料的仿真測試結果圖。
具體實施例方式請參照圖I，圖I為本發(fā)明寬頻吸波材料的立體結構示意圖。圖I中，寬頻吸波材料包括相互緊貼的第一基材10和第二基材20,第一基材10外表面排布有多個諧振單兀30, 第二基材20外表面貼附有反射層(圖中未示)。為達到阻抗匹配效果，第一基材10的介電常數(shù)小于第二基材20的介電常數(shù)。優(yōu)選地，第一基材10可選擇FR-4材料,第二基材20可選擇Rohacell材料。Rohacell材料是指贏創(chuàng)公司生產(chǎn)的聚甲基丙烯酸亞胺硬質泡沫材料。更優(yōu)選地，第一基材10的厚度為0. I至0. 3毫米，第二基材20的厚度為4. 5至4. 8毫米。單個諧振單元30的結構示意圖如圖2所示。單個諧振單元30包括金屬框300以及位于金屬框中心的金屬塊301。當單個諧振單元30響應電磁波時，金屬框300和金屬塊301可等效為LC諧振電路，調整金屬框300的大小以及金屬塊301的尺寸即可調節(jié)LC諧振電路的諧振點，從而調整本發(fā)明吸波材料的吸波頻寬。優(yōu)選地，金屬框300為正方形金屬框，其邊長為10至12毫米，線寬為0. 25至0. 3毫米。金屬塊301為正方形金屬塊，其邊長為5. 5至6. 0毫米。金屬框300和金屬塊301厚度相等，均為0. 01至0. 02毫米，同時第二基材20外表面貼附的反射層的厚度亦與金屬框300以及金屬塊301厚度相等。單個諧振單元30的電導率為345至350S/m。整個寬頻吸波材料的厚度僅為約5毫米，厚度薄、質量輕、應用范圍廣。金屬框300與金屬塊301可采用銅、銀、金、鋁或其他導電金屬制成，反射層的材質可與金屬框或金屬塊相同也可不同，只要能達到反射電磁波性能即可。將本發(fā)明具有諧振單元的寬頻吸波材料與不具有諧振單元的材料對比測試。圖3為不具有諧振單元的材料的測試結果圖。不具有諧振單元的材料與具有諧振單元的材料的差別點僅在于是否具有諧振單元。圖4為本發(fā)明寬頻吸波材料的測試結果圖。從圖3與圖4的對比可以看出，加入諧振單元后，吸波性能得到很大提升，并且本發(fā)明的諧振單元還具有寬頻吸波的效果。在7. 5GHZ至18GHZ，電磁波的衰減度均達到IOdB以上，在12GHZ附近，本發(fā)明寬頻吸波材料對電磁波的衰減度能達到32dB。
上面結合附圖對本發(fā)明的實施例進行了描述，但是本發(fā)明并不局限于上述的具體實施方式
，上述的具體實施方式
僅僅是示意性的，而不是限制性的，本領域的普通技術人員 在本發(fā)明的啟示下，在不脫離本發(fā)明宗旨和權利要求所保護的范圍情況下，還可做出很多形式，這些均屬于本發(fā)明的保護之內。
權利要求
1.一種基于頻率選擇表面的寬頻吸波材料，其特征在于包括相互緊貼的第一基材以及第二基材，所述第一基材外表面排布多個諧振單元，所述第二基材外表面貼附有反射層；所述諧振單元包括金屬框以及位于金屬框中心的金屬塊。
2.如權利要求I所述的寬頻吸波材料，其特征在于所述第一基材介電常數(shù)小于第二基材介電常數(shù)。
3.如權利要求2所述的寬頻吸波材料，其特征在于所述第一基材為FR-4材料，所述第二基材為Rohacell材料。
4.如權利要求2或3所述的寬頻吸波材料，其特征在于所述第一基材厚度為O.I至O.3毫米，所述第二基材厚度為4. 5至4. 8毫米。
5.如權利要求I或2所述的寬頻吸波材料，其特征在于所述金屬框為正方形金屬框，所述正方形金屬框邊長為10至12毫米，線寬為O. 25至O. 3毫米；所述金屬塊為正方形金屬塊，所述正方形金屬塊邊長為5. 5至6. O毫米。
6.如權利要求5所述的寬頻吸波材料，其特征在于所述諧振單元的電導率為345至350S/m。
7.如權利要求5所述的寬頻吸波材料，其特征在于所述金屬框與金屬塊的厚度為O.01至O. 02毫米。
8.如權利要求7所述的寬頻吸波材料，其特征在于所述反射層厚度等于所述金屬框或金屬塊厚度。
9.如權利要求I所述的寬頻吸波材料，其特征在于所述金屬塊與金屬框采用銅、銀、金或鋁制成。
10.如權利要求I所述的寬頻吸波材料，其特征在于所述反射層材料與所述金屬框或金屬塊材料相同。
全文摘要
本發(fā)明公開一種基于頻率選擇表面的寬頻吸波材料，其包括相互緊貼的第一基材以及第二基材，所述第一基材外表面排布多個諧振單元，所述第二基材外表面貼附有反射層；所述諧振單元包括金屬框以及位于金屬框中心的金屬塊。本發(fā)明利用頻率選擇表面原理設計寬頻吸波材料，通過設計具有特定形狀和/或尺寸的諧振單元使得本發(fā)明寬頻吸波材料在7.5GHz至18GHz均具有良好的吸波效果。
文檔編號H01P1/20GK102769209SQ201210222088
公開日2012年11月7日 申請日期2012年6月29日 優(yōu)先權日2012年6月29日
發(fā)明者劉若鵬, 葉金財, 寇超鋒, 趙治亞 申請人:深圳光啟創(chuàng)新技術有限公司