柔性吸波结构及其制备方法_2

文档序号:9592033阅读:来源:国知局
扩张工作带宽而实现宽频带的效果。
[0047] 在该实施例中,通过将所述吸波浆料浇注至所述模具的模腔中固化成型,大大提 高了柔性吸波结构的强度,所形成的所述柔性吸波结构的尖锥端不会出现下垂或者坍塌现 象,安装方便且吸波性能好。
[0048] 优选地,对于案重量份数配比时,所述基料和所述吸波剂的比例为1:7,以拓展所 述柔性吸波结构的吸波带宽。
[0049] 在该实施例中,所述模腔的形状呈圆台状、椭圆台状或者棱台状,以使成型于所述 模腔中的吸波浆料经固化后也呈圆台状、椭圆台状或者棱台状,即最后脱模成型的柔性吸 波结构沿高度方向其径向宽度逐渐缩小趋势,从而改变阻抗变换,提高工作带宽。
[0050] 进一步地,所述基料为加成聚合型硅橡胶、缩合聚合型硅橡胶、单组份聚氨酯橡 胶、双组份聚氨酯橡胶、氯丁橡胶或者柔性环氧树脂。所述基料为单组份聚氨酯橡胶、双组 份聚氨酯橡胶、氯丁橡胶或者柔性环氧树脂时,在进行混合前需要将其进行状态处理以使 所述基料呈液态或者流体态。通过将液态或者流体态的所述基料与所述吸波剂混合,以使 所述吸波剂完全混入所述基料中,从而保证混合均匀且使制得的所述柔性吸波结构不出现 掉粉现象,另外,有助于加大所述吸波剂的分布范围和提高填充浓度,从而有利于提高所述 柔性吸波结构的工作频带。
[0051] 进一步地,所述吸波剂为铁钴镍粉、铁氧体粉、导电碳粉、碳纳米管、碳纤维和陶瓷 介电材料中的至少一种。所述吸波剂可以是铁钴镍粉、铁氧体粉、导电碳粉、碳纳米管、碳纤 维和陶瓷介电材料中的一种或者多种的混合物,其中,对于粉状的吸波剂,其形状可以是球 形、片状、纤维状或不规则形状。在混合处理步骤中,所述吸波剂与所述基料充分混合并完 全融入所述基料中以均匀分布于所述基料中,随着所形成的所述柔性吸波结构的形状变化 而改变阻抗变换,起到良好的空间阻抗匹配效果,从而扩展工作带宽。
[0052] 进一步地,在混合处理步骤中,采用机械搅拌或者超声波搅拌的方式进行混合。优 选地,采用机械搅拌方式进行混合时,可以采用搅拌机、三棍磨及球磨机等搅拌机械进行混 合,以使所述基料与所述吸波剂充分混匀。在其他实施例中,也可以采用除超声波以外的其 它波动形式进行搅拌混合,以使所述基料与所述吸波剂充分混匀。
[0053] 进一步地,所述模具所设的模腔包括呈长方体的第一腔体以及阵列设置并与所述 第一腔体连通的第二腔体,所述第二腔体呈正四棱台状且其尖锥端远离所述第一腔体。成 型后的柔性吸波结构与所述模具的模腔具有相同的结构,即通过设置所述第一腔体和所述 第二腔体以使成型的所述柔性吸波结构具有底座和吸波本体,且所述吸波本体于所述第二 腔体形状相同,即呈圆台状、椭圆台状或者棱台状。优选地,所述第二腔体呈正四棱锥状,以 使所成型的吸波本体也呈正四棱锥状。通过设置第一腔体和第二腔体以使所成型的柔性吸 波结构为一体的实体结构,有助于提高吸波带宽。
[0054] 进一步地,所述第一腔体的边长为4_30mm以及高度为2-10_,所述第二腔体的高 度为5-50mm且其尖锥端倒圆角,倒圆角半径为0. 2-5mm。相应地,成型后的柔性吸波结构具 有边长为4-30mm和高度为2-10mm的底座以及尖锥部倒圆角且高度为5-50mm的吸波本体, 倒圆角半径为〇. 2_5mm。
[0055] 优选地,所述第一腔体的边长为6mm以及高度为2mm,所述第二腔体的高度为 8. 5mm且其尖锥端倒圆角,倒圆角半径为1. 5mm。相应第,所成型的正四棱锥状的吸波本体 的高度为8. 5mm且尖锥端倒圆角半径为1. 5_,底座边长为6mm及高度为2_。
[0056] 本发明实施例提供的柔性吸波结构的制备方法制备的柔性吸波结构具有非平面 形的上表面,为带方形底座的正四棱锥结构的设计,底座边长为6mm,底座高度为2mm,正四 棱锥高度为8. 5_,总高度为10. 5_。按表面密度折算,相当于5mm的平板型吸波橡胶片。 并对不同形状参数的柔性吸波结构进行吸波性能量测和对比,具体如表1所示。根据微波 二端口网络理论,尖锥形的渐变结构能够达到空间阻抗匹配的良好效果,从而大大地扩展 了工作带宽。
[0057] 表1柔性吸波结构的吸波性能比对表
[0058]
[0059] 表1是根据电磁仿真计算结果,选取了五种不同尺寸参数的正四棱锥状柔性吸波 结构,得到不同的吸波性能,并得到对应的吸波特性曲线图,如图8所示。
[0060] 请参照图1至图7,本发明实施例提供的对通过模腔成型的具有底座10和正四棱 锥状吸波本体20的柔性吸波结构的吸波性能进行实际量测,并与平板型结构的柔性吸波 结构(例如单层和双层柔性吸波结构)比对,如图9所示,以说明本发明实施例提供的柔性 吸波结构的制备方法成型的柔性吸波结构具有宽频带的吸波性能。其中,平板型柔性吸波 结构与正四棱锥状的柔性吸波结构采用同样的材料配方,具体地,单层柔性吸波结构、双层 柔性吸波结构以及正四棱锥状柔性吸波结构采用相同的基料和吸波剂,基料为橡胶,吸波 剂为羰基铁;单层柔性吸波结构的厚度为5mm,基料和吸波剂的比例为1 :7 ;双层柔性吸波 结构为两层厚度分别为2. 5mm的A层(基料和吸波剂的比例为1 :7)与B层(基料和吸波 剂的比例为1 :6)粘合在一起,总厚度5_ ;本发明实施例制备的带底座10的正四棱锥状柔 性吸波结构中基材和吸波剂的比例为1 :7,底座10边长为4mm,底座10高度为2mm,正四棱 锥高度为8. 5_,正四棱锥顶部倒圆角半径为1. 5_,总高度为10. 5mm(按表面密度折算,相 当于5_的平板型吸波橡胶片)。
[0061] 从图9可以看出,正四棱锥状的柔性吸波结构的吸波带宽最大显著优于单层或者 双层柔性吸波结构的吸波带宽,由于单层或者双层柔性吸波结构与正四棱锥状的柔性吸波 结构采用同样的材料配方,同时具有同样的厚度(面密度),可见,吸波带宽的拓展与柔性 吸波结构的形状直接相关。
[0062] 需要说明的是,吸波带宽定义为反射率低于-10dB的最大频率范围。请参照图1至 图7,本发明实施例提供的柔性吸波结构由上述柔性吸波结构的制备方法而制成。本发明实 施例提供的所述柔性吸波结构通过上述各实施例提供的柔性吸波结构的制备方法而值得, 其结构及效果与上述各实施例提供的柔性吸波结构的制备方法中的相对应,此处不赘述。
[0063] 请参照图1至图7,进一步地,所述柔性吸波结构包括由柔性吸波材料制成的底座 10和吸波本体20 ;所述吸波本体20设置于所述底座10上,并包括至少两个呈圆台状、椭圆 台状或者棱台状的吸波单体22 ;所述底座10划分为多个阵列设置且与各所述吸波单体22 相对应的座体单元12,各所述吸波单体22与各所述座体单元12由一体成型而制成。
[0064] 在该实施例中,通过将所述底座10与所述吸波本体20 -体成型而成以保证整个 所述吸波结构的强度,避免破损或者强度不够而坍塌等问题出现。
[0065] 在该实施例中,各所述吸波单体22与所述座体单元12--对应,所述底座10上 所设吸波单体22的数量至少为两个,可以是2个、3个、4个或者其他任意数量,且各所述吸 波单体22阵列分布于所述底座10上,例如,当所述吸波单体22的数量为16个时,各所述 吸波单体22可以为4行4列分布,也可以是2行8列分布。通过将各所述吸波单体22阵 列设置于所述底座10上,以便于安装,减少安装次数,提高安装效率。
[0066] 请参照图3,进一步地,相邻两所述吸波单体22之间形成沟槽28。各所述吸波单 体22于所述座体单元12上的宽度至少等于所述座体单元12的边长,这样,相邻两所述吸 波单体22之间相互连接并于相邻两所述吸波单体22之间形成所述沟槽28,通过形成所述 沟槽28以提高所述吸波本体20的散射效应以及获得更好的吸波性能。
[0067] 请参照图3,优选地,所述沟槽28的底部为圆弧形,且圆弧半径为0. 15-0. 35mm。通 过将所述沟槽28设置成圆弧状以便于加工,有利于成型,而且有利于获得更好的散射效应 和更好的电波吸收性能。优选地,所述圆弧半径为〇. 25mm。
[0068] 请参照图1至图7,进一步地,各所述吸波单体22包括与所述座体单元12相面对
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