一种超薄超宽谱的吸波材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种超薄超宽谱的吸波材料及其制备方法，该吸波材料包括金属底板，在所述金属底板上设置有吸波结构层，所述吸波结构层由多个吸波体周期排列形成，每一所述吸波体包括介质衬底层和设置在所述介质衬底层的上表面的环形电阻膜，所述介质衬底层设置在所述金属底板的上表面上。本发明专利技术的超薄超宽谱的吸波材料基于电阻膜吸波结构，采用各向同性的环形电阻膜，实现单层吸波结构体10倍频S11保持‑10dB以下吸波特性，斜入射30度以内，依然保持超宽超强吸收特性，且制备工艺简单易行，吸波材料尺寸可定制。

A Radar Absorbing Material with Ultra-thin and Ultra-wide Spectrum and Its Preparation Method

The invention relates to an ultra-thin ultra-wide spectrum absorbing material and a preparation method. The absorbing material comprises a metal bottom plate with an absorbing structure layer arranged periodically by a plurality of absorbing bodies, each of which comprises a dielectric substrate layer and a ring resistance film on the surface of the dielectric substrate layer, and the dielectric substrate layer. The utility model is arranged on the upper surface of the metal bottom plate. The ultra-thin and ultra-wide spectrum absorbing material of the invention is based on the resistance film absorbing structure and adopts an isotropic ring resistance film to realize the absorption characteristics of single layer absorbing structure body with 10-fold frequency S11 below 10dB, and the ultra-wide and ultra-strong absorption characteristics are maintained within 30 degrees of oblique incidence. The preparation process is simple and feasible, and the size of the absorbing material can be customized.

【技术实现步骤摘要】
一种超薄超宽谱的吸波材料及其制备方法
本专利技术涉及吸波材料
，具体涉及一种超薄超宽谱的吸波材料及其制备方法。
技术介绍
吸波材料是一种能够吸收、衰减一定频段内入射的电磁波，并使电磁能转换成热能或其他形式的能量消耗掉或使电磁波因干涉相消而无法被探测到的一类功能材料，它被广范应用于军事隐身，是重要的隐身材料，随着电子工业的发展，吸波材料的应用已远远超出其最初的军事隐身。电子设备中电磁波应用产生的电磁辐射污染日益严重，不仅造成设备间的相互干扰，而且严重影响着人体健康。吸波材料在电子通讯、电子器件、节能减排及辐射防护等领域的应用使其成为关系到国计民生的电子功能材料。随着5G网络和毫米波通信的发展，各种吸波材料实际应用中，除了对吸波材料的吸波性能有要求外，还要求材料具有厚度薄、质量轻、吸收频带宽、力学强度好等性能。提升吸波材料吸波性能通常有三条主要技术：一是实现吸波材料和入射端材料良好的阻抗匹配特性，使电磁能量尽可能进入材料内部，减少界面反射；二是增强材料内部对电磁波的损耗能力，使进入材料内部的电磁能量被快速消耗；三是增强材料对电磁波的散射效应，以增加电磁波与材料的作用次数以及减少沿来波方向反射回去的电磁波比重。目前结构型吸波材料，可以由泡沫等轻质材料加入吸收剂构成，且可以多层叠加实现宽频带吸波，因而具有轻质宽频的优点。但是多层吸波结构厚度通常较厚、低频吸波性能差、所占空间较大、多层粘接工艺整体力学性能下降；而单层结构当厚度小于5mm时，很难实现宽频带吸波的效果，目前已有报道中10dB相对带宽都不超过100％。典型的吸波屏，可以由泡沫表面加载电阻膜构成，其厚度为中心工作频率处波长的四分之一，选定合适方阻值的电阻膜，将其做成频率选择表面图案，则可以调节其工作频带。通常所用到的图案有方形、十字形、方环等。但这些图案受限于本身特点，在低频段(厚度小于四分之一波长的频带)只有一个吸收峰，很难实现超宽带(2GHz-25GHz)的吸波效果，因此在不改变材料以及吸波体厚度的前提下，拓展吸波体整个频段吸收带宽的问题成为当前电磁波吸波
的一个急需解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种超薄超宽谱的吸波材料及其制备方法，解决现有技术中的在低频段很难实现超宽带的吸波效果的问题。本专利技术解决技术问题所采用的技术方案是：一种超薄超宽谱的吸波材料，包括金属底板，在所述金属底板上设置有吸波结构层，所述吸波结构层由多个吸波体周期排列形成，每一所述吸波体包括介质衬底层和设置在所述介质衬底层的上表面的环形电阻膜，所述介质衬底层设置在所述金属底板的上表面上。在本专利技术的吸波材料中，所述介质衬底层的相对介电常数为0.9～1.1；所述介质衬底层的相对磁导率为0.9～1.1。在本专利技术的吸波材料中，所述环形电阻膜的方阻为180-220Ω/□。在本专利技术的吸波材料中，所述介质衬底层是由芳纶蜂窝复合材料或泡沫材料制成的；所述环形电阻膜是由导电炭黑制成的；所述金属底板是由金、铜或铝制成的。在本专利技术的吸波材料中，所述环形电阻膜的形状为圆环形且位于所述介质衬底层的上表面的中心位置。在本专利技术的吸波材料中，所述吸波体的横截面呈正方形，且该正方形的边长为15mm-25mm；所述环形电阻膜的外直径＝吸波体的横截面的边长-0.4mm；所述环形电阻膜的内直径＝吸波体的横截面的边长-13.4mm。在本专利技术的吸波材料中，所述介质衬底层的厚度≤10mm；所述环形电阻膜的厚度为10μm～100μm；所述金属底板的厚度为10μm～20μm。本专利技术还提供了上述的吸波材料的制备方法，包括：S1、通过丝网印刷技术将环形电阻膜的材料印刷至薄膜上得到环形电阻膜；S2、将环形电阻膜粘贴至所述介质衬底层上。在本专利技术的制备方法中，步骤S1具体包括：S11、根据所需环形电阻膜的形状图案制作互补金属网；S12、将金属网置于薄膜上，印刷上导电炭黑的浆料，取下金属网，静止烘干。实施本专利技术的超薄超宽谱的吸波材料及其制备方法，具有以下有益效果：本专利技术的超薄超宽谱的吸波材料基于电阻膜吸波结构，采用各向同性的环形电阻膜，实现单层吸波结构体10倍频S11保持-10dB以下吸波特性，斜入射30度以内，依然保持超宽超强吸收特性，且制备工艺简单易行，吸波材料尺寸可定制。附图说明图1为本专利技术的超薄超宽谱的吸波材料的吸波体的结构示意图；图2为本专利技术的超薄超宽谱的吸波材料的多个吸波体周期排列形成的吸波阵列的结构示意图；图3为正入射时本专利技术的超薄超宽谱的吸波材料的吸波特性曲线图；图4为本专利技术的超薄超宽谱的吸波材料的不同方阻的环形电阻膜的吸波特性影响的曲线图；图5为本专利技术的超薄超宽谱的吸波材料的吸波性能与入射角度的关系曲线图。具体实施方式下面结合实施例和附图，对本专利技术的超薄超宽谱的吸波材料及其制备方法作进一步说明：如图1-2所示，本专利技术提出一种超薄超宽谱的吸波材料，该吸波材料包括金属底板1，在金属底板1上设置有吸波结构层2，吸波结构层2由多个吸波体21周期排列形成，大致呈吸波阵列，每一个吸波体21包括介质衬底层211和设置在介质衬底层211的上表面的环形电阻膜212，介质衬底层211设置在金属底板1的上表面上。其中，优选地，介质衬底层211的厚度≤10mm，且介质衬底层211的厚度优选为5mm；环形电阻膜212的厚度为10μm～100μm；金属底板1的厚度为10μm～20μm。本专利技术的超薄超宽谱的吸波材料在低频段、中频、高频具有三个吸波峰，形成2.5-25GHz、10倍频、163％相对带宽超宽吸波频带，且吸波材料对于角度依赖性低，入射角30度以内，吸波性能保持-10dB以下。介质衬底层211可以是由芳纶蜂窝复合材料制成的，如芳纶纸或芳纶布；也可以是由泡沫材料制成的，如轻质聚甲基丙烯酰亚胺泡沫等。环形电阻膜212是由导电炭黑制成的，不同含量的导电炭黑可以制作不同方阻值的环形电阻膜212，含量越低，方阻值越高。金属底板1是由金、铜或铝制成的。介质衬底层211的相对介电常数为0.9～1.1；介质衬底层211的相对磁导率为0.9～1.1。介电常数和磁导率可近似为1，厚度小于10mm，保证吸波材料超薄特性。其中，环形电阻膜212的方阻优选为180-220Ω/□，图4显示了不同方阻的环形电阻膜212的吸波特性。环形电阻膜212的形状优选为圆环形且位于介质衬底层211的上表面的中心位置。吸波体21的横截面呈正方形，且该正方形的边长优选为15mm-25mm。环形电阻膜212的外直径＝吸波体21的横截面的边长-0.4mm；环形电阻膜212的内直径＝吸波体21的横截面的边长-13.4mm。以本专利技术的较佳实施例为例，介质衬底层211是由轻质聚甲基丙烯酰亚胺泡沫制成，其厚度为5mm，其相对介电常数为1.08；环形电阻膜212为圆环形，环形电阻膜212的方阻为200Ω/□，吸波体21的横截面为正方形且边长为20mm，环形电阻膜212的外直径为19.6mm，环形电阻膜212的内直径为6.6mm。较佳实施例中的超薄超宽谱的吸波材料的吸波特性：2.5-25GHz，10倍频范围内，实现S11低于-10dB，吸波曲线如图3所示。需要说明的是，环形电阻膜212的形状也可以为方环形、六边环形，其包括但不限于圆环形、方环形、六边环形。环形电阻膜各向同本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超薄超宽谱的吸波材料，其特征在于，包括金属底板，在所述金属底板上设置有吸波结构层，所述吸波结构层由多个吸波体周期排列形成，每一所述吸波体包括介质衬底层和设置在所述介质衬底层的上表面的环形电阻膜，所述介质衬底层设置在所述金属底板的上表面上。

【技术特征摘要】
1.一种超薄超宽谱的吸波材料，其特征在于，包括金属底板，在所述金属底板上设置有吸波结构层，所述吸波结构层由多个吸波体周期排列形成，每一所述吸波体包括介质衬底层和设置在所述介质衬底层的上表面的环形电阻膜，所述介质衬底层设置在所述金属底板的上表面上。2.根据权利要求1所述的吸波材料，其特征在于，所述介质衬底层的相对介电常数为0.9～1.1；所述介质衬底层的相对磁导率为0.9～1.1。3.根据权利要求1所述的吸波材料，其特征在于，所述环形电阻膜的方阻为180-220Ω/□。4.根据权利要求1所述的吸波材料，其特征在于，所述介质衬底层是由芳纶蜂窝复合材料或泡沫材料制成的；所述环形电阻膜是由导电炭黑制成的；所述金属底板是由金、铜或铝制成的。5.根据权利要求1所述的吸波材料，其特征在于，所述环形电阻膜的形状为圆环形且位于所述介质衬底层的上表面的中心位置。6.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：伍连保，周名华，李虎权，
申请(专利权)人：深圳市佳晨科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44