[发明专利]一种宽频吸波材料

说明书

技术领域

本发明涉及一种吸波材料，尤其涉及一种宽频吸波材料。

背景技术

随着科学技术发展的日新月异，以电磁波为媒介的各种技术和产品越来越多，电磁波辐射对环境的影响也日益增大。比如，无线电波可能对机场环境造成干扰，导致飞机航班无法正常起飞；移动电话可能会干扰各种精密电子医疗器械的工作；即使是普通的计算机，也会辐射携带信息的电磁波，它可能在几公里以外被接收和重现，造成国防、政治、经济、科技等方面情报的泄漏。因此，治理电磁污染，寻找一种能抵挡并削弱电磁波辐射的材料——吸波材料，已成为材料科学的一大课题。

吸波材料是能吸收投射到它表面的电磁波能量的一类材料，其在包括军事以及其它方面也有广泛的应用，比如隐形机、隐形衣等。材料吸收电磁波的基本条件是：(1)电磁波入射到材料上时，它能最大限度地进入材料内部，即要求材料具有匹配特性；(2)进入材料内部的电磁波能迅速地几乎全部衰减掉，即衰减特性。

现有的吸波材料利用各个材料自身对电磁波的吸收性能，通过设计不同材料的组分使得混合后的材料具备吸波特性，此类材料设计复杂且不具有大规模推广性，同时此类材料的机械性能受限于材料本身的机械性能，不能满足特殊场合的需求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述不足，提出一种吸波频段较宽、厚度较薄吸波性能较好的宽频吸波材料。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是，提出一种宽频吸波材料，所述宽频吸波材料虚拟划分为多个基本单元，每一基本单元包括沿电磁波传播方向堆叠的多层片层，每层片层包括基材以及涂覆于基材表面的金属涂层；沿电磁波传播方向各层片层尺寸逐渐增大且各层片层的中心轴线重合。

进一步地，沿电磁波传播方向，将所述基本单元划分为三部分，第一部分的片层的基材均具有第一介电常数，第二部分的片层的基材均具有第二介电常数，第三部分的片层的基材均具有第三介电常数。第一介电常数小于第二介电常数小于第三介电常数。

进一步地，沿电磁波传播方向，各层片层尺寸按照等差方式逐渐增大。

进一步地，第一部分基本单元包括四层片层，每层片层的基材的第一介电常数为2.6至2.8；第二部分基本单元包括十三层片层，每层片层的基材的第二介电常数为3.5至4.0；第三部分基本单元包括三层片层，每层片层的基材的第三介电常数为8.5至9.0。

进一步地，每层片层厚度为0.2毫米，金属涂层厚度为0.01至0.02毫米。

进一步地，所述第一部分基本单元的片层的基材材料为FR4材料、F4B材料或PS材料。

进一步地，所述第二部分基本单元的片层的基材材料为FR4材料、F4B材料或PS材料。

进一步地，所述第三部分基本单元的片层的基材材料为FR4材料、F4B材料或PS材料。

进一步地，所述金属涂层材料为铜、银或铝。

进一步地，各层片层附着有金属涂层的表面呈正方形，最大正方形表面边长为10.4毫米，最小正方形表面边长为5毫米。

本发明通过设计金字塔形的基本单元，并优选地使得金字塔形的基本单元不同部位的基材具有不同的介电常数从而实现阻抗匹配和宽频吸波的效果，本发明宽频吸波材料在7.5GHZ至12GHZ的频宽内，电磁波衰减度均能达到10dB以上。

附图说明

图1为构成超材料的基本单元的立体结构示意图；

图2为本发明宽频吸波材料的基本单元的立体结构示意图；

图3为本发明宽频吸波材料优选实施例的仿真结果图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。

光，作为电磁波的一种，其在穿过玻璃的时候，因为光线的波长远大于原子的尺寸，因此我们可以用玻璃的整体参数，例如折射率，而不是组成玻璃的原子的细节参数来描述玻璃对光线的响应。相应的，在研究材料对其他电磁波响应的时候，材料中任何尺度远小于电磁波波长的结构对电磁波的响应也可以用材料的整体参数，例如介电常数ε和磁导率μ来描述。通过设计材料每点的结构使得材料各点的介电常数和磁导率都相同或者不同，从而使得材料整体的介电常数和磁导率呈一定规律排布，规律排布的磁导率和介电常数即可使得材料对电磁波具有宏观上的响应，例如汇聚电磁波、发散电磁波、吸收电磁波等。该类具有规律排布的磁导率和介电常数的材料称之为超材料。