一种刚性高分子泡沫吸波结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种刚性高分子泡沫吸波结构，包括内芯体和外包体，内芯体位于吸波结构的中间底部，外包体包围内芯体的上方与四周，外包体完全包围内芯体上方与四周的表面，并且与内芯体表面紧密结合，内芯体的结构中包括呈棱锥状的角锥和支撑面，多个角锥设置在支撑面的上表面，形成角锥泡沫吸波单元阵列，吸波单元阵列为中部低四周高的洼地形状。本实用新型专利技术的有益技术效果是：同时具有吸波与承重功能的同时，可以根据实际使用需求加工定制为各种复杂形状，并且性能良好、制备方便、成本低廉，具有实际应用和推广价值。

A rigid polymer foam absorbing structure

【技术实现步骤摘要】
一种刚性高分子泡沫吸波结构
本技术涉及一种吸波结构，尤其涉及一种刚性高分子泡沫吸波结构。
技术介绍
微波暗室中为了获得无电磁波辐射的静区环境，必须在所有墙体、地面和设备上铺设吸波材料。现有的吸波材料中有一类就是高分子泡沫材料，最常用的就是填充了一定比例碳粉的软质聚氨酯泡沫，形状一般为角锥，因而称为角锥泡沫吸波材料。由于角锥泡沫吸波材料比较柔软和脆弱，因此对于需要承重的表面例如走道地板和天线支架，必须用硬质材料对其进行保护，以同时满足吸波与承重的功能。现有的对暗室走道和天线支架的处理，通常采用在角锥泡沫吸波材料之上额外定制透波的硬质塑料支架和铺设硬质塑料地板的技术方案。这样处理会导致走道或天线支架的整体结构更为复杂，增加了施工与维护成本；并且塑料支架承重时由于受力集中，因此对材料强度和结构稳定性要求较高；此外，塑料支架与地板的方案通常仅适用于平地上吸波材料的保护，无法运用于倾斜、悬挂以及复杂表面的吸波材料保护。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种刚性高分子泡沫吸波结构，解决现有技术存在的缺憾。本技术采用如下技术方案实现：一种刚性高分子泡沫吸波结构，包括内芯体和外包体，所述内芯体位于吸波结构的中间底部，外包体包围内芯体的上方与四周，所述外包体完全包围内芯体上方与四周的表面，并且与内芯体表面紧密结合，其特征在于，内芯体的结构中包括呈棱锥状的角锥和支撑面，多个角锥设置在支撑面的上表面，形成角锥泡沫吸波单元阵列，所述吸波单元阵列为中部低四周高的洼地形状。进一步的，角锥的高度从外围向中间区域逐渐递减。进一步的，所述角锥泡沫吸波单元阵列包括第一、二、三角锥泡沫吸波单元，其中第二角锥泡沫吸波单元距离外包顶部的长度是5mm，第三角锥泡沫吸波单元距离外包顶部的长度是10mm。进一步的，外包体的尺寸长度为0.5m，宽度为0.5m，高度为60mm，厚度为10mm。本技术的有益技术效果是：同时具有吸波与承重功能的同时，可以根据实际使用需求加工定制为各种复杂形状，并且性能良好、制备方便、成本低廉，具有实际应用和推广价值。附图说明图1是刚性高分子泡沫吸波结构的俯视图。图2是刚性高分子泡沫吸波结构的立体图。图3是内芯体的侧视图。图4是外包体的立体图。具体实施方式通过下面对实施例的描述，将更加有助于公众理解本技术，但不能也不应当将申请人所给出的具体的实施例视为对本技术技术方案的限制，任何对部件或技术特征的定义进行改变和/或对整体结构作形式的而非实质的变换都应视为本技术的技术方案所限定的保护范围。如图1至图4所示，刚性高分子泡沫吸波结构包括角锥泡沫吸波单元阵列构成的内芯体与外包体，内芯体位于吸波材料中间底部，外包体包围内芯体的上方与四周，外包体完全包围内芯体上方与四周的表面，并且与表面紧密结合，内芯体的主要功能为吸波，高度越高越好，外包体的主要功能为承重，顶部和四周的厚度越大越好，两者互相矛盾，因此必须权衡设计内芯体高度与外包体的厚度。在本实施例中采用的是性能良好的角锥泡沫吸波单元紧密排列形成的方形阵列，为了兼顾吸波与承重功能，本实施例采用了吸波单元高度由外圈到内圈成阶梯变化减小的内芯体设计方式。通过描述内芯体的具体结构并对其功能和作用进行分析如下：最外圈的角锥泡沫吸波单元1的高度最大，达到了外包体的顶面，角锥泡沫吸波单元1的功能在于：（1）可以获得最好的吸收性能，从而弥补最外圈高频吸收差的特点。这是因为内芯体的四周所包围的外包体具有一定厚度并且没有吸波性能，从而会导致最外圈附近的吸波性能下降，尤其是高频吸波性能的缺失。（2）可以分散应力，由于原本外包体顶面的拐角为应力集中区，最外圈的吸波单元的角锥的锥尖在外包体顶面附近形成的圆锥孔成为新的应力集中区，从而应力分布和过渡更为均匀和平缓，降低结构疲劳。（3）外包体的主要承重区为顶部中央，而顶部最外圈的厚度对承重的影响较小。除最外圈、次外圈的所有内圈的角锥泡沫吸波单元3的高度最小，因为内圈及中央的位置为外包体的主要承重区，因此必须保证此处的外包体有足够的厚度。次外圈的角锥泡沫吸波单元2的高度介于最外圈和内圈之间，其功能在于：（1）减少反射，提高吸波带宽。根据角锥吸波材料的等效介质理论，可以将不同高度的角锥根据位置关系近似为不同的阻抗，然后通过微波阻抗匹配原理来设计高度，从而获得更小的反射或者更高的带宽。当微波从上方照射到吸波单元时，会依次在角锥泡沫吸波单元1、角锥泡沫吸波单元2和角锥泡沫吸波单元3的尖锥处由于阻抗依次减小而发生较小的反射。尖锥距离外包体顶部的长度可以通过不同的阻抗匹配如二项式、切比雪夫等匹配要求来计算。（2）分散应力。角锥泡沫吸波单元2尖锥位于角锥泡沫吸波单元1和角锥泡沫吸波单元3之间，可以使外包体中形成的圆锥孔所承担的应力分布更为平缓。本实施例中，为了简化工艺，兼顾反射与应力要求，尖锥距离外包体顶部的长度分别是：角锥泡沫吸波单元2距离外包顶部的长度是5mm，角锥泡沫吸波单元3距离外包顶部的长度是10mm。图4为外包体侧视图。所用材料为具有较好的刚性和稳定性、且透波性能良好的硬质发泡材料。外包体四周边缘的厚度满足最小的承重要求。本实施例中，外包体的尺寸长度为0.5m，宽度为0.5m，高度为60mm，厚度为10mm。本实施例的刚性高分子泡沫吸波材料通过木制模具制作成形。首先根据所需要的吸波材料形状和大小制作模具；然后将内芯体置于模具中央，在其上方将内芯体所有表面、所有四周与模具的空隙，用硬质聚氨酯发泡剂进行填充，直至完全覆盖内芯体；最后封闭模具等待发泡过程完成，以保证发泡形成的外包体与内芯体紧密结合。本实施例中制备的长宽高为0.5mÍ0.5mÍ60mm的刚性高分子泡沫吸波材料，测试承重载荷为150kg/m2，远远高于普通泡沫吸波材料，满足一般暗室走道和天线支架的承重要求。此外含氧量大于28%，难燃性达到国标B2级。前述刚性高分子泡沫吸波材料的吸波性能，在2GHZ~8GHz频段内最小反射损耗优于-20dB；与具有同等尺寸和高度的角锥泡沫吸波材料相比，反射损耗劣化幅度不超过3dB，因此同时具有优良的承重性能和吸波特性。如前述同样的条件下，吸波性能在8GHZ~12GHz频段内最小反射损耗优于-20dB；反射损耗劣化幅度不超过5dB，从而兼顾了优良的承重性能和较好吸波特性。如前述同样的条件下，吸波性能在12GHZ~18GHz频段内最小反射损耗优于-20dB；反射损耗劣化幅度不超过10dB，具有优良的承重性能和满足大部分测试环境要求的吸波特性。当然，本技术还可以有其他多种实施例，在不背离本技术精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可以根据本技术做出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本技术所附的权利要求的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种刚性高分子泡沫吸波结构，包括内芯体和外包体，所述内芯体位于吸波结构的中间底部，外包体包围内芯体的上方与四周，所述外包体完全包围内芯体上方与四周的表面，并且与内芯体表面紧密结合，其特征在于，内芯体的结构中包括呈棱锥状的角锥和支撑面，多个角锥设置在支撑面的上表面，形成角锥泡沫吸波单元阵列，所述吸波单元阵列为中部低四周高的洼地形状。/n

【技术特征摘要】
1.一种刚性高分子泡沫吸波结构，包括内芯体和外包体，所述内芯体位于吸波结构的中间底部，外包体包围内芯体的上方与四周，所述外包体完全包围内芯体上方与四周的表面，并且与内芯体表面紧密结合，其特征在于，内芯体的结构中包括呈棱锥状的角锥和支撑面，多个角锥设置在支撑面的上表面，形成角锥泡沫吸波单元阵列，所述吸波单元阵列为中部低四周高的洼地形状。


2.根据权利要求1所述的刚性高分子泡沫吸波结构，其特征在于，角锥的高度...

【专利技术属性】
技术研发人员：张宇桥，李述齐，邵晓中，
申请(专利权)人：南京曼杰科电子工程有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32