一种三维多频带雷达吸波材料制造技术

本发明专利技术公开了一种三维多频雷达吸波材料，由周期阵列结构组成，其周期结构中结构单元由三维介质材料结构和全反射衬板基底构成；三维介质材料结构包括一层或两层介质材料结构；包括一层介质材料结构时，介质材料结构设计为空芯六面体；包括两层介质材料结构时，两层介质材料结构采用相同的介质材料，且下层介质材料结构设计为长方体，上层介质材料结构设计为六面体、圆柱体、空芯六面体或空芯圆柱体；该雷达吸波材料具有较多吸波频点，可以实现较宽频率范围内完美吸收，且其设计简单、成本低，适用于雷达吸波、电磁兼容性保护、电磁谐振器及射频等领域。

A three dimensional multiband radar absorbing material

The invention discloses a three-dimensional multi-frequency radar absorbing material, which is composed of a periodic array structure, in which the structural unit is composed of a three-dimensional dielectric material structure and a total reflection liner substrate, a three-dimensional dielectric material structure comprises a one-layer or two-layer dielectric material structure, and a dielectric material structure including a one-layer dielectric material structure. It is designed as hollow hexahedron, including two layers of dielectric material structure, two layers of dielectric material structure adopts the same dielectric material, and the lower layer dielectric material structure is designed as cuboid, the upper layer dielectric material structure is designed as hexahedron, cylinder, hollow core hexahexahedron or hollow core cylinder. Frequency point, can achieve a wider range of perfect absorption, and its design is simple, low cost, suitable for radar absorbing, electromagnetic compatibility protection, electromagnetic resonator and radio frequency and other fields.

【技术实现步骤摘要】
一种三维多频带雷达吸波材料
本专利技术涉及一种吸波材料，特别涉及一种具有三维结构的多频带雷达吸波材料，属于吸波材料

技术介绍
吸波材料是指在一定频率范围内能够吸收入射在该材料表面的该频段内的电磁波的能量的一种材料。传统吸波材料包括铁氧体、金属微粉、碳化硅、石墨、导电纤维等。为了提高吸波性能，通常会采用多种材料复合的方式，不过虽然能产生优越的效果，但是其制备方法复杂，本身的成本高，实现大规模生产较为困难。目前基于低介电常数材料的介质结构型二维吸波材料，如附图11，能实现一定的吸波效果，但是吸收频点少，且吸收范围均在13GHz以上，难以达到更低频段的吸收。
技术实现思路
针对现有的吸波材料存在吸波频点少、频率范围窄等缺陷，本专利技术的目的是在于提供一种具有较多吸波频点，可以实现较宽频率范围内完美吸收的三维多频带雷达吸波材料，该三维多频带雷达吸波材料设计简单、成本低，适用于雷达吸波、电磁兼容性保护、电磁谐振器及射频等领域。为了实现上述技术目的，本专利技术提供了一种三维多频雷达吸波材料，由周期结构组成，所述周期结构中结构单元由三维介质材料结构和全反射衬板基底构成；所述三维介质材料结构包括一层或两层介质材料结构；所述三维介质材料结构包括一层介质材料结构时，介质材料结构设计为空芯六面体；所述三维介质材料结构包括两层介质材料结构时，两层介质材料结构采用相同的介质材料，且下层介质材料结构设计为长方体，上层介质材料结构设计为六面体、圆柱体、空芯六面体或空芯圆柱体。优选的方案，所述三维介质材料结构包括一层介质材料结构时，介质材料结构设计成边长为20mm～30mm的空芯立方体，其中，空芯部分设计成规则多面体(如正多面体)、圆柱体、球体或不规则体；空芯部分占空芯立方体总体积的20～80％。空芯部分如设计成长为15mm～25mm、宽长为15mm～25mm、高为3mm～30mm的六面体，或者设计成直径为8mm～25mm、高为3mm～30mm的圆柱体，或者设计成直径为8mm～25mm的球体，或者是其他任意形状的不规则体，如非中心对称多面体，旋转体等。较优选的方案，所述空芯立方体的中心与其空芯部分的中心在相对水平面的同一垂线上。进一步优选的方案，所述空芯立方体的空芯部分在竖直方向距离空芯立方体底部0mm～23mm。优选的方案，所述三维介质材料结构包括两层介质材料结构时，下层设计成长为20mm～30mm、宽为20mm～30mm、高为1mm～3mm的长方体，上层设计成直径为5mm～26mm、高为18mm～29mm的圆柱体；或者，下层设计成长为20mm～30mm、宽为20mm～30mm、高为1mm～3mm的长方体，上层设计成直径为5mm～26mm、高为18mm～29mm的空芯圆柱体，空芯部分设计成规则多面体、圆柱体、球体或不规则体；空芯部分占空芯圆柱体总体积的20～80％；或者，下层设计成长为20mm～30mm、宽为20mm～30mm、高为1mm～3mm的长方体，上层设计成长为5mm～28mm、宽为5mm～28mm、高为18mm～29mm的长方体；或者，下层设计成长为20mm～30mm、宽为20mm～30mm、高为1mm～3mm的长方体，上层设计成空芯长方体，空芯长方体长为5mm～28mm、宽5mm～28mm、高为13mm～29mm，空芯部分设计成规则多面体、圆柱体、球体或不规则体；空芯部分占空芯长方体总体积的20～80％。较优选的方案，所述空芯六面体的中心与其空芯部分的中心在相对水平面的同一垂线上。进一步优选的方案，所述空芯六面体的空芯部分在竖直方向距离空芯立方体底部0mm～23mm。优选的方案，所述空芯圆柱体的空芯部分的中心在空芯圆柱体的轴线上。较优选的方案，所述空芯圆柱体的空芯部分在竖直方向距离空芯圆柱体底部0mm～23mm。优选的方案，所述介质材料结构由介电常数范围为3～20的介质材料构成。较优选的方案，所述介质材料包括光敏树脂、FR4、环氧树脂、聚四氟乙烯、聚乳酸、聚丙烯和尼龙中至少一种；和/或，包括光敏树脂、FR4、环氧树脂、聚四氟乙烯、聚乳酸、聚丙烯和尼龙中至少一种与炭粉的复合材料中至少一种；和/或，包括光敏树脂、FR4、环氧树脂、聚四氟乙烯、聚乳酸、聚丙烯和尼龙中至少一种与碳化硅粉的复合材料中至少一种。这些材料可以采用3D打印技术进行加工，易于获得三维雷达吸波材料。较优选的方案，所述全反射衬板基底包括铜板或铝板。如常规的铜板以及工业用1000系列铝板等。最优选的方案，所述三维介质材料结构包括一层介质材料结构时，介质材料结构设计成边长为30mm的空芯立方体，其中，空芯部分设计成长宽为16mm、高10mm的六面体；空芯部分在竖直方向底部离空芯立方体底部20mm；或者，介质材料结构设计成边长为30mm的空芯立方体，其中，空芯部分设计成直径为8mm高为18mm的圆柱体；空芯部分在竖直方向底部离空芯立方体底部12mm；或者，介质材料结构设计成边长为30mm的空芯立方体，其中，空芯部分设计成直径为20mm的球体；空芯部分在竖直方向底部离空芯立方体底部2mm。最优选的方案，所述三维介质材料结构包括两层介质材料结构时，下层介质材料结构设计成长为30mm、宽为30mm、高为2mm的长方体，上层介质材料结构设计成长方体，长方体长为10mm、宽为10mm、高为20mm；或者，下层介质材料结构设计成长为30mm、宽为30mm、高为2mm的长方体，上层介质材料结构设计成圆柱体直径为8mm、高为30mm；或者，下层介质材料结构设计成长为30mm、宽为30mm、高为2mm的长方体，上层介质材料结构设计成空芯立方体，立方体边长为28mm，其中，空芯部分设计成边长为8mm的立方体；空芯部分在竖直方向底部离空芯六面体底部2mm；或者，下层介质材料结构设计成长为30mm、宽为30mm、高为2mm的长方体，上层介质材料结构设计成空芯圆柱体，空芯圆柱体直径为28mm、高为28mm，其中，空芯部分设计成边长为20mm的立方体；空芯部分在竖直方向底部离空芯六面体底部0mm。优选的方案，阵列结构单元底面为边长20mm～30mm的正方形。更优选为边长为30mm的正方形。相对现有技术，本专利技术的技术方案带来的有益技术效果：1)本专利技术的三维多频带雷达吸波材料具有吸波频率点多、适应频率范围宽的特点，完美吸波点达到4～11个，且吸波频率范围涉及5～18GHz。2、本专利技术的三维多频带雷达吸波材料可以采用3D打印技术设计和制备，不仅减少了现有技术中高介电常数吸波材料、磁性材料以及金属材料等的使用，而且成型效率高，成本低，低污染，有利于工业化生产应用。附图说明【图1】为实施例1制备的三维介质材料雷达吸波材料的结构示意图；【图2】为实施例2制备的三维介质材料雷达吸波材料的结构示意图；【图3】为实施例3制备的三维介质材料雷达吸波材料的结构示意图；【图4】为实施例4制备的三维介质材料雷达吸波材料的结构示意图；【图5】为实施例5制备的三维介质材料雷达吸波材料的结构示意图；【图6】为实施例6制备的三维介质材料雷达吸波材料的结构示意图；【图7】为实施例7制备的三维介质材料雷达吸波材料的结构示意图；【图8】为实施例1制备的三维介质材料雷达吸波材料的反射率曲线；【图9】为实施例2制备的三维介质材本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三维多频雷达吸波材料，由周期阵列结构组成，其特征在于：所述周期结构中结构单元由三维介质材料结构和全反射衬板基底构成；所述三维介质材料结构包括一层或两层介质材料结构；所述三维介质材料结构包括一层介质材料结构时，介质材料结构设计为空芯六面体；所述三维介质材料结构包括两层介质材料结构时，两层介质材料结构采用相同的介质材料，且下层介质材料结构设计为长方体，上层介质材料结构设计为六面体、圆柱体、空芯六面体或空芯圆柱体。

【技术特征摘要】
1.一种三维多频雷达吸波材料，由周期阵列结构组成，其特征在于：所述周期结构中结构单元由三维介质材料结构和全反射衬板基底构成；所述三维介质材料结构包括一层或两层介质材料结构；所述三维介质材料结构包括一层介质材料结构时，介质材料结构设计为空芯六面体；所述三维介质材料结构包括两层介质材料结构时，两层介质材料结构采用相同的介质材料，且下层介质材料结构设计为长方体，上层介质材料结构设计为六面体、圆柱体、空芯六面体或空芯圆柱体。2.根据权利要求1所述的一种三维多频雷达吸波材料，其特征在于：所述三维介质材料结构包括一层介质材料结构时，介质材料结构设计成边长为20mm～30mm的空芯立方体，其中，空芯部分设计成规则多面体、旋转体、球体或不规则体；空芯部分占空芯球体总体积的20～80％。3.根据权利要求2所述的一种三维多频雷达吸波材料，其特征在于：所述空芯立方体的中心与其空芯部分的中心在相对水平面的同一垂线上。4.根据权利要求3所述的一种三维多频雷达吸波材料，其特征在于：所述空芯立方体的空芯部分在竖直方向距离空芯立方体底部0mm～23mm。5.根据权利要求1所述的一种三维多频雷达吸波材料，其特征在于：所述三维介质材料结构包括两层介质材料结构时，下层设计成长为20mm～30mm、宽为20mm～30mm、高为1mm～3mm的长方体，上层设计成直径为5mm～26mm、高为18mm～29mm的圆柱体；或者，下层设计成长为20mm～30mm、宽为20mm～30mm、高为1mm～3mm的长方体，上层设计成直径为5mm～26mm、高为18mm～29mm的空芯圆柱体，空芯部分设计成规则多面体、旋转体、球体或不规则体；空芯部分占空芯圆柱体总体积的20～80...

【专利技术属性】
技术研发人员：王岩，张芬，黄小忠，王强，熊益军，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43