一种金属电阻复合多层多频宽频吸波材料的制作方法

本发明涉及一种吸波材料，特别涉及一种金属电阻复合多层多频宽频吸波材料，用作电磁波屏蔽层，属于电磁材料领域。

背景技术：

雷达吸波结构是一种新型多功能复合材料,具有针对性强、吸波性能好、质量轻、力学性能满足承载要求等优点,已成为当代隐身材料重要的发展方面。

电路模拟吸波材料是一种被广泛使用的谐振型雷达吸波结构,具有耐高温、质量轻、耐湿热、抗腐蚀等特点。这种结构由频率选择表面(fss)、介质层和金属底板(pec)构成,其中fss是各种形状的贴片单元周期排列而成,对入射电磁波感应生成等效电容、电感和电阻。通过调整fss的几何形状、尺寸、方阻等,可以改变结构体的等效电容、电感和电阻,进而调整结构整体的谐振吸收,有效满足不同应用的吸波性能要求。

但是，现有的电路模拟吸波材料存在吸波带宽窄、吸波频段单一、相对厚度厚等技术问题。

技术实现要素：

为了克服现有技术存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种金属电阻复合多层多频宽频吸波材料，解决现有的电路模拟吸波材料中存在的吸波带宽窄、吸波频段单一、相对厚度厚等技术问题。

一种金属电阻复合多层多频宽频吸波材料，包括频率选择表面层、介质基板层、金属多谐振环层、金属底板层；

所述频率选择表面层、所述金属多谐振环层、所述金属底板层从上至下铺设，两两之间设有所述介质基板层，并通过树脂固化粘贴。

优选地，所述频率选择表面层包括第一方形电阻贴片层、第一介质基板层、第二方形电阻贴片层；第一方形电阻贴片通过树脂周期性贴于所述第一介质基板层的上表面形成所述第一方形电阻贴片层，第二方形电阻贴片通过树脂周期性贴于所述第一介质基板层的下表面形成所述第二方形电阻贴片层。

优选地，所述第一方形电阻贴片的阻值为80ω，边长为14mm；所述第二方形电阻贴片的阻值为40ω，边长为10mm。

优选地，定义所述频率选择表面层与所述金属多谐振环层间的所述介质基板层为第二介质基板层，所述金属多谐振环层与所述金属底板层间的所述介质基板层为第三介质基板层，所述第一介质基板层、所述第二介质基板层、所述第三介质基板层的厚度分别为1mm，2mm，1mm。

优选地，所述介质基板层的材质为泡沫，介电常数为1.2。

优选地，所述金属多谐振环通过树脂周期性贴于所述介质基板层上形成所述金属多谐振环层，所述金属多谐振环包括若干同心设置的方环以及设置于所述方环内部的1个方片。

优选地，所述金属多谐振环包括3个同心设置的方环、1个方片；从外往内，第一个方环外边长为15mm、内边长为13mm，第二个方环外边长为11mm、内边长为9mm，第三个方环外边长为7mm、内边长为5mm，所述方片的边长为4mm。

优选地，所述金属底板层为铜箔，厚度为15μm。

本发明的金属电阻复合多层多频宽频吸波材料，采用频率选择表面层与金属多谐振环层结合，频率选择表面层、金属多谐振环层、金属底板层从上至下铺设，两两之间间采用泡沫材质的介质基板隔开并粘接起来。本发明的金属电阻复合多层多频宽频吸波材料采用金属电阻复合的多层结构，不同结构金属与电阻碳层的阻抗特性与谐振特性不同，表面激励出不同频段的谐振电流,对不同的频段的电磁波具有良好的谐振响应，具有宽频、多频吸波的功能，并且在吸波谐振峰具有较强的吸波效果；采用多层复合设计，每层结构均很简单，便于加工制作；介质基板层采用泡沫材料，具有超轻的重量，在同类吸波材料中具有超轻量化的良好性能。

附图说明

图1为本发明一实施例的金属电阻复合多层多频宽频吸波材料结构示意图。

图2为一实施例第一方形电阻贴片层中第一方形贴片的贴片示意图。

图3为一实施例第二方形电阻贴片层中第二方形贴片的贴片示意图。

图4为一实施例金属多谐振环层中金属多谐振环的粘贴示意图。

图5为一实施例的金属电阻复合多层多频宽频吸波材料的反射系数曲线图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，而不构成对本发明的限制。

本发明的金属电阻复合多层多频宽频吸波材料，包括频率选择表面层、金属多谐振环层、金属底板层，以及若干介质基板层。频率选择表面层、金属多谐振环层、金属底板层从上至下铺设，两两之间设有介质基板层，并通过树脂固化粘贴起来。

将传统的频率选择表面结构吸波材料中的电阻碳层设计与金属多谐振环结合，通过电阻碳层的多次反射与损耗机制提升吸波材料吸波效能，通过金属多谐振环结构实现吸波材料的多频点高效谐振吸波。

金属电阻复合的周期结构,无论入射的电磁波呈现什么样的极化方式,对整个吸波结构的作用都相当于施加电压激励,由于不同结构金属与电阻碳层的阻抗特性与谐振特性不同，因此能够层表面激励出不同频段的谐振电流,当形成自适应极化条件时,在损耗介质中会产生耗散电流,耗散电流在吸波材料中逐渐衰减而产生电磁能的损耗。

因此,本发明的金属电阻复合多层多频宽频吸波材料能使外场的电磁波能量感应成耗散电流能量,而吸波材料中的损耗介质则使电流能量转化为热能,增加吸波材料的吸波性能，从而实现了对不同频段电磁波的复合吸收性能。

参照图1，为本发明一实施例的金属电阻复合多层多频宽频吸波材料结构示意图，在本实施例中，对频率选择表面层也进行了设计：

频率选择表面层包括第一方形电阻贴片层1、第一介质基板层2、第二方形电阻贴片层3。第一方形电阻贴片通过树脂周期性贴于所述第一介质基板层的上表面形成所述第一方形电阻贴片层1，第二方形电阻贴片通过树脂周期性贴于所述第一介质基板层的下表面形成所述第二方形电阻贴片层3。第一方形电阻贴片的阻值为80ω，边长为14mm；第二方形电阻贴片的阻值为40ω，边长为10mm。

参照图2、图3，分别为一实施例第一方形贴片、第二方形贴片的贴片示意图。在本实施例中，第一方阻贴片的贴片周期为32mm，即每个第一方阻贴片与其上下左右贴片间的间距为32mm。第二方阻贴片的贴片周期为16mm，即每个第二方阻贴片与其上下左右贴片间的间距为32mm。根据实际需要，可以对第一方阻贴片、第二方阻贴片的贴片周期进行设计。

在其他的实施例中，对于电阻贴片的尺寸、阻值都可以进行设计，电阻贴片尺寸增大使反射率峰位向低频移动，带宽减小；电阻贴片方阻增大使放射率峰位向高频移动，峰值增大，带宽增大。电阻贴片尺寸及方阻的改变对材料的吸波性能都会产生影响，可根据实际需要对其进行设计达到较好的吸波性能。此外，对于电阻贴片层的数量，也可以增加或减少。

参照图4，为一实施例金属多谐振环层中金属多谐振环的粘贴示意图。在本实施例中，金属多谐振环通过树脂周期性贴于介质基板层上形成所述金属多谐振环层5。金属多谐振环设有3个方环、1个方片；从外往内，第一个方环外边长为15mm、内边长为13mm，第二个方环外边长为11mm、内边长为9mm，第三个方环外边长为7mm、内边长为5mm，内部方片的边长为4mm。在本实施例中，金属多谐振环的贴片周期为16mm，即每个金属多谐振环与其上下左右金属多谐振环间的间距为32mm。

在其他的实施例中，对于金属多谐振环内部的方环数量、尺寸都可以进行设计，通过调节金属多谐振环的方环数量、尺寸进而可以实现对强吸波频段的调节功能。

频率选择表面层与金属多谐振环层5间的介质基板层为第二介质基板层4，金属多谐振环层5与金属底板层7间的介质基板层为第三介质基板层6，第一介质基板层2、第二介质基板层4、第三介质基板层6的厚度分别为1mm，2mm，1mm。在本实施例中，上述介质基板层的材质均为泡沫，泡沫具有超轻的重量，在同类吸波材料中具有超轻量化的良好性能，介电常数为1.2左右。在其他实施例中，也可采用其他材料作介质基板。

在本实施例中，金属底板层7为铜箔，厚度为15μm。在其他实施例中，金属底板层也可采用其他材质，厚度也可设计。

参照图5，为本实施例的金属电阻复合多层多频宽频吸波材料的反射系数曲线图。将本实施例的金属电阻复合多层多频宽频吸波材料制成200mm×200mm外形尺寸的样板，采用矢量网络分析仪测试其反射率，入射电磁波垂直入射到样板上表面。由测试结果可知，本实施例的金属电阻复合多层多频宽频吸波材料具有超宽吸波带宽，在4.0ghz-18ghz范围可以实现-10db以下的反射系数可调的双频或三频吸波特性；在吸波谐振峰附近可以实现-20db左右的反射系数，实现更强的吸波效果。

本发明的金属电阻复合多层多频宽频吸波材料，采用频率选择表面层与金属多谐振环层结合，频率选择表面层、金属多谐振环层、金属底板层从上至下铺设，两两之间采用泡沫材质的介质基板隔开并粘接起来。本发明的金属电阻复合多层多频宽频吸波材料采用金属电阻复合的多层结构，不同结构金属与电阻碳层的阻抗特性与谐振特性不同，表面激励出不同频段的谐振电流,对不同的频段的电磁波具有良好的谐振响应，具有宽频、多频吸波的功能，并且在吸波谐振峰具有较强的吸波效果；采用多层复合设计，每层结构均很简单，便于加工制作；介质基板层采用泡沫材料，具有超轻的重量，在同类吸波材料中具有超轻量化的良好性能。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。