一种单层耦合雷达波吸波结构的制作方法

1.本实用新型涉及吸波材料领域，尤其涉及一种单层耦合雷达波吸波结构。


背景技术：

2.现有技术中，提升吸波材料的吸波性能主要有以下三种方式：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。
3.传统的吸波材料如铁基材料、炭基材料等，若要实现较宽的带宽的电磁波的吸收，需增加其厚度，导致吸波材料的厚度较厚，且即使增加其厚度，其吸收电磁波的强度与吸收宽度往往也难以满足要求，导致其吸波效果差，吸波频带较窄。
4.因此，现有技术存在缺陷，需要改进。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是克服现有技术的不足，提供一种单层耦合雷达波吸波结构，解决现有技术中，吸波材料的吸波效果差，吸波频带窄的问题。
6.本实用新型的技术方案如下：一种单层耦合雷达波吸波结构，包括：金属背板、与所述金属背板连接的介质层、设置在所述介质层上的若干第一电阻膜层和若干第二电阻膜层，所述的若干第一电阻膜层与所述的若干第二电阻膜层交替设置于所述介质层上；所述第一电阻膜层内设置有至少一个第一电阻环，所述第一电阻环的环宽为w1，且1mm≤w1《8mm；所述第一电阻环的方阻为rs1，且20ω/sq≤rs1≤2000ω/sq；所述第二电阻膜层内设置有至少一个第二电阻环，所述第二电阻环的环宽为w2，且1mm≤w2《8mm，且所述w1不等于w2；所述第一电阻环的方阻为rs2，且20ω/sq≤rs2≤2000ω/sq，且所述rs1不等于rs2。
7.优选地，所述第一电阻环的环宽为w1，且3mm≤w1≤5mm；所述第一电阻环为方环、圆环中的至少一种。
8.优选地，所述第二电阻环的环宽为w2，且3mm≤w2≤5mm；所述第二电阻环均为正多边形环、圆环中的至少一种。
9.优选地，所述第一电阻环的外环边长或直径为l1，且2mm≤l1≤16mm；所述第二电阻环的外环边长或直径为l2，且2mm≤l1≤16mm。
10.优选地，所述第一电阻膜层的边长或直径为r1，且20mm≤r1≤40mm；所述第二电阻膜层的边长或直径为r2，且20mm≤r2≤40mm。
11.优选地，所述第一电阻膜层、第二电阻膜层的材料均为石墨烯或氧化铟锡或导电聚合物或石墨或乙炔炭黑。
12.优选地，所述介质层的厚度为d，且1mm≤d≤10mm。
13.优选地，所述介质层的相对介电常数为ε，且1≤ε≤5。
14.优选地，所述介质层的材料为发泡聚丙烯或发泡聚苯乙烯或发泡聚氯乙烯或瓦楞纸板或蜂窝材料。
15.优选地，所述金属背板的材料为金或银或铜或铁或铝或合金。
16.采用上述方案，本实用新型提供的一种单层耦合雷达波吸波结构，具有以下有益效果：
17.1、通过将第一电阻膜层、第二电阻膜层交替设置于介质层上，实现不同频段、峰值的电磁波的耦合吸收，有效提升吸波结构的吸波性能；
18.2、与现有技术中等同厚度的吸波结构相比，具有更宽的吸波频带，有效拓宽吸波结构的吸波频带；
19.3、生产工艺简单，方便生产制备，可适用于不同尺寸要求的吸波结构的生产，兼容性强。
附图说明
20.图1为本实用新型的结构示意图；
21.图2为图1中a处的放大图；
22.图3为本实用新型的第一电阻膜层、第一电阻环的结构示意图；
23.图4为本实用新型的第二电阻膜层、第二电阻环的结构示意图；
24.图5为试样一、试样二、试样三的吸波性能图。
25.其中：金属背板1、介质层2、第一电阻膜层3、第一电阻环30、第二电阻膜层4、第二电阻环40。
具体实施方式
26.以下结合附图和具体实施例，对本实用新型进行详细说明。
27.请参照图1-图5，本实用新型提供一种单层耦合雷达波吸波结构，包括：金属背板1、与所述金属背板1连接的介质层2、设置在所述介质层2上的若干第一电阻膜层3和若干第二电阻膜层4，所述的若干第一电阻膜层3与所述的若干第二电阻膜层4交替设置于所述介质层2上；所述第一电阻膜层3内设置有四个第一电阻环30，四个第一电阻环30组成一个第一电阻膜层3结构，且四个第一电阻环30等间距的设置在所述介质层2上(两两对称设置)；所述第一电阻环30的环宽为w1，且1mm≤w1《8mm；所述第一电阻环30的方阻为rs1，且20ω/sq≤rs1≤2000ω/sq；所述第二电阻膜层4内设置有四个第二电阻环40，四个第而电阻环组成一个第二电阻膜层4结构，且四个第二电阻环40等间距的设置在所述介质层2上；所述第二电阻环40的环宽为w2，且1mm≤w2《8mm，且w1不等于w2；所述第一电阻环30的方阻为rs2，且20ω/sq≤rs2≤2000ω/sq，且所述rs1不等于rs2。本实用新型中的若干第一电阻膜层3与所述的若干第二电阻膜层4交替设置于介质层2上，使得任一一个第一电阻膜层3的四周设置的均为第二电阻膜层4，同理，任一一个第二电阻膜层4的四周设置的均为第一电阻膜层3，而第一电阻膜层3内的第一电阻环30与第二电阻膜层4内的第二电阻环40具有不同的环宽和方阻，因此，第一电阻膜层3所吸收的电磁波的峰值、频率与第二电阻膜层4吸收的电磁波的峰值、频率不同，两者交替陈列，在吸收电磁波时可达到耦合效果，提升吸波性能，同时有效拓宽本实用新型中的一种单层耦合雷达波吸波结构的吸波频带。
28.具体地，在本实施例中，所述第一电阻环30的环宽为w1，且3mm≤w1≤5mm；所述第一电阻环30为方环、圆环中的至少一种；所述第二电阻环40的环宽为w2，且3mm≤w2≤5mm；所述第二电阻环40均为正多边形环、圆环中的至少一种；所述第一电阻环30的外环边长或直径为l1，且2mm≤l1≤16mm；所述第二电阻环40的外环边长或直径为l2，且2mm≤l1≤16mm。在本实施例中，第一电阻环30、第二电阻环40均为正方形环。所述第一电阻膜层3、第二电阻膜层4的材料均为石墨烯；所述第一电阻膜层3的边长或直径为r1，且20mm≤r1≤40mm；所述第二电阻膜层4的边长或直径为r2，且20mm≤r2≤40mm，所述第一电阻膜层3、第二电阻膜层4均为正方形；第一电阻膜层3内设置的4个第一电阻环30之间均存在一定间隙，同时第一电阻环30与其相邻位置的第二电阻膜层4内的第二电阻环40之间也存在间隙，进一步保证本实用新型的吸波效果；例如将第一电阻膜层3的长度、第二电阻膜层4的长度均设置为20mm，第一电阻环30、第二电阻环40的长度均设置为8mm，则同一电阻膜层3内的第一电阻环30之间的间距为2mm，第一电阻环30距离其相邻的第二电阻膜层4的距离为1mm(即第一电阻环30与第一电阻膜层3的外边之间的间距)，同理第二电阻膜层4内的第二电阻环40之间的距离也为2mm，而第二电阻环40与其相邻的第一电阻膜层3之间的距离为1mm(即第二电阻环40与第二电阻膜层4的外边之间的间距)，因此相邻两个第一电阻环30、第二电阻环40之间的间距为2mm。
29.具体地，所述介质层2的厚度为d，且1mm≤d≤10mm；所述介质层2的相对介电常数为ε，且1≤ε≤5；所述介质层2的材料为发泡聚丙烯或发泡聚苯乙烯或发泡聚氯乙烯或瓦楞纸板或蜂窝材料。具体地，在本实施例中，所述介质层2的厚度d为3mm，所述介质层2的相对介电常数ε为3，所述介质层2的材料为发泡聚氯乙烯，所述金属背板1的材料为铜镍合金。
30.具体地，本实用新型中的一种单层耦合雷达波吸波结构的制备方法为：
31.(1)分别根据第一电阻膜层3内的第一电阻环30、第二电阻膜层4内的第二电阻环40制定对应尺寸的丝印网板；
32.(2)采用丝印设备在介质层2的表面刷上一层石墨烯料，并通过步骤(1)中制定的对应的丝印网板在厚度为3mm的介质层2的表面上印刷出第一电阻环30、第二电阻环40，形成交替排列的第一电阻膜层3、第二电阻膜层4结构，完成印刷后，将介质层2与金属背板1粘连，完成生产制备过程。
33.因此，本实用新型中的一种单层耦合雷达波吸波结构在生产制备时，仅通过丝印设备即可实现第一电阻膜层3、第二电阻膜层4的生产，工艺简单，方便生产制造，且成本低廉，可适用于不同尺寸要求的吸波结构的生产，兼容性强。
34.具体地，分别采用上述制备方法制作出只含有第一电阻膜层3的试样一、只含有第二电阻膜层4的试样二、同时包含第一电阻膜层3和第二电阻层的试样三，并在弓形场测试环境下垂直入射至试样一、试样二、试样三上，测试三组试样的吸波性能，反射率曲线测试结果参照图5(试样一、试样二、试样三中，第一电阻膜层3的长度r1和/或第二电阻膜层4的长度r2均为32mm)；试样一、试样二、试样三中第一电阻膜层3和/或第二电阻膜层4的具体参数如下表1所示：
35.[0036][0037]
由图5可知，在弓形场测试环境下垂直入射电磁波至试样三上时，电磁波经过试样三中的第一电阻膜层3、第二电阻膜层4耦合后，吸收电磁波的有效带宽为5.2～12.8ghz，大于试样一的有效带宽8～13.6ghz以及试样二的有效带宽(无有效带宽)，且-10db电磁波的吸收从8ghz降至5.2ghz，说明试样三低频性能更好，具备更高的吸收宽度；同时说明，本实用新型在同等宽度条件下，具有更好的吸收效果及吸收宽度。
[0038]
综上所述，本实用新型提供的一种单层耦合雷达波吸波结构，具有以下有益效果：
[0039]
1、通过将第一电阻膜层、第二电阻膜层交替设置于介质层上，实现不同频段、峰值的电磁波的耦合吸收，有效提升吸波结构的吸波性能；
[0040]
2、与现有技术中等同厚度的吸波结构相比，具有更宽的吸波频带，有效拓宽吸波结构的吸波频带；
[0041]
3、生产工艺简单，方便生产制备，可适用于不同尺寸要求的吸波结构的生产，兼容性强。
[0042]
以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。