CN101817248A

CN101817248A - 薄膜结构Ku波段雷达吸波材料

Info

Publication number: CN101817248A
Application number: CN 201010148080
Authority: CN
Inventors: 夏钢锋; 樊飞跃; 孙毅; 赵虎; 周冬波
Original assignee: TAIZHOU TUOGU SUPER-FINE MATERIALS Co Ltd
Current assignee: Taizhou Tycho Ultra Fine Powder Material Co., Ltd.
Priority date: 2010-04-16
Filing date: 2010-04-16
Publication date: 2010-09-01
Anticipated expiration: 2030-04-16
Also published as: CN101817248B

Abstract

本发明涉及一种薄膜结构Ku波段雷达吸波材料，主要包括六层吸波材料层和五张塑料薄膜，六层吸波材料层的每两层吸波材料层间均设有塑料薄膜，所述第一层吸波材料层为偶联剂1.50份、稀释剂50份、铁氧体150份、60％环氧树脂53.67份的混合物；所述第二层吸波材料层为偶联剂1.50份、稀释剂50份、羰基铁吸收剂150份、60％环氧树脂39.83份、固化剂12.93份的混合物；所述第三层吸波材料层为偶联剂1.50份、稀释剂50份、羰基铁吸收剂150份、60％环氧树脂109.02份、固化剂33.10份的混合物；所述第四、五、六层吸波材料层为偶联剂1.50份、稀释剂50份、羰基铁吸收剂150份、60％环氧树脂39.83份、固化剂12.93份的混合物。该吸波材料综合阻抗渐变和电磁波陷阱原理，在Ku波段范围内吸波性能高，厚度小、面密度低、质量轻、力学性能好，适合对抗Ku波段雷达使用。

Description

薄膜结构Ku波段雷达吸波材料

技术领域

本发明涉及一种雷达吸波材料，具体说是一种用于吸收Ku波段的薄膜结构的雷达吸波材料。

背景技术

Ku波段主要用于卫星通信，特别是广播卫星电视的使用。现有卫星探测雷达以及机载雷达的工作频段一般在ku波段内，对雷达自身性能来说，关键问题是如何消除杂波干扰、提高探测精度，最直接、有效的方法是应用吸波材料降低杂波干扰；而在军事上，对抗这类雷达就需要降低其雷达散射截面(RCS)，应用吸波材料是降低雷达散射截面简便有效的方法。目前使用ku波段吸波材料的频带比较窄，吸波材料吸波性能很低，电磁波反射率大于-8dB，并且吸波材料厚度大，面密度高，质量大，不能满足民用和军用要求。

发明内容

为了解决现有技术中吸波材料吸收Ku波段电磁波吸波效果不理想，吸波材料面密度高、重量大等不足，本发明的目的是提供一种面密度低、质量轻、对Ku波段电磁波吸收率达95％以上的薄膜结构吸波材料。

本发明采用的技术方案是：一种薄膜结构Ku波段雷达吸波材料，其技术特点是主要包括六层吸波材料层和五层塑料薄膜，六层吸波材料层的每两层吸波材料层间均设有塑料薄膜，所述第一层吸波材料层为偶联剂1.50份、稀释剂50份、铁氧体150份、60％环氧树脂53.67份的混合物；所述第二层吸波材料层为偶联剂1.50份、稀释剂50份、羰基铁吸收剂150份、60％环氧树脂39.83份、固化剂12.93份的混合物；所述第三层吸波材料层为偶联剂1.50份、稀释剂50份、羰基铁吸收剂150份、60％环氧树脂109.02份、固化剂33.10份的混合物；所述第四、五、六层吸波材料层为偶联剂1.50份、稀释剂、羰基铁吸收剂150份、60％环氧树脂39.83份、固化剂12.93份的混合物。

进一步地，所述塑料薄膜厚度为0.13mm，所述吸波材料层厚度为0.09mm。

再进一步，所述偶联剂是硅烷偶联剂KH550；所述稀释剂为体积比7∶3的二甲苯和正丁醇，或稀释剂为体积比4∶3∶3的二甲苯、丙酮和乙酸丁酯；所述固化剂为聚醚胺D400。

当电磁波入射到吸波材料层时，首先要让它最大限度地进入吸波材料层内部而不被反射掉。在电磁波垂直入射吸波材料层时

ρ = \frac{η - η_{0}}{η + η_{0}}

式中

ρ------电磁波在涂层表面的振幅反射率

η------涂层的相对本性阻抗

η₀------自由空间的相对本性阻抗

如要使 ρ＝0

必须有 η₀＝η

而

η = \sqrt{μ / ϵ}

其中：ε₀、μ₀-----自由空间的相对磁导率、相对介电常数

ε、μ-----涂层的相对磁导率、相对介电常数

可见，要直射电磁波完全进入吸波材料层必须阻抗完全匹配，吸波材料层的相对磁导率和相对介电常数要相等，实际上还没有这种电磁参数的涂料，只能尽可能地让它匹配。

本发明的有益效果是：

1、按阻抗匹配的原理，吸波材料从上到下各涂层分别为80％高频、75％铁氧体、60％低频、80％低频，各层的阻抗渐次减小，从而达到阻抗匹配的效果；两层吸波材料层之间夹上一层高阻抗材料的塑料薄膜，当电磁波进入吸波材料层间，就会在两吸波材料层之间来回反射而损耗掉，类似于光学中的全反射，从而形成电磁波陷阱；综合运用阻抗渐变和电磁波陷阱原理，吸波材料的吸收效果好，Ku波段电磁波吸收率达95％以上，电磁波反射率达-20db；

2、每张塑料薄膜厚度为0.13mm，每层吸波材料层厚度为0.09mm，吸波材料整体厚度小于2mm，面密度低，质量轻，吸波材料的力学性能好，可广泛用于卫星和飞机使用。

本发明采用阻抗依次渐变的六层吸波材料层与五张塑料薄膜相互间隔压合形成吸波材料，综合阻抗渐变和电磁波陷阱原理，在Ku波段范围内吸波性能高，整体厚度小、面密度低、质量轻、力学性能好，可广泛适合卫星和飞机对抗Ku波段雷达使用。

附图说明：

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明吸波材料的吸波性能图。

图中：吸波材料层1、2、3、4、5、6，塑料薄膜7。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1所示薄膜结构Ku波段雷达吸波材料，主要包括六层吸波材料层1、2、3、4、5、6和五层塑料薄膜7，每两层吸波材料层间均设有塑料薄膜7，第一层吸波材料层1的成份为：偶联剂1.50份、稀释剂50份、铁氧体150份、60％环氧树脂53.67份；第二层吸波材料层2的成份为：偶联剂1.50份、稀释剂50份、羰基铁吸收剂150份、60％环氧树脂39.83份、固化剂12.93份；第三层吸波材料层3的成份为：偶联剂1.50份、稀释剂50份、羰基铁吸收剂150份、60％环氧树脂109.02份、固化剂33.10份；第四、五、六层吸波材料层4、5、6的成份为：偶联剂1.50份、稀释剂50份、羰基铁吸收剂150份、60％环氧树脂39.83份、固化剂12.93份，每张塑料薄膜厚度为0.13mm，每层吸波材料层厚度为0.09mm。

制作本发明吸波材料的步骤为：

1.取1.50g偶联剂用50g稀释剂稀释，加入到150g铁氧体中，搅匀后静置30分钟，向混合物中加入60％环氧树脂53.67g搅匀，再加入固化剂16.29g，将混合好的涂料用高速剪切机剪切15分钟，静置冷却后用毛刷刷在处理过的塑料薄膜上，放入30℃的烘箱中1小时后，将烘箱温度升至60℃固化5小时制成带吸波材料层1的塑料薄膜；

2.取1.50g偶联剂用50g稀释剂稀释，加入到150g羰基铁吸收剂中，搅匀后静置30分钟，向混合物中加入60％环氧树脂39.83g搅匀，再加入固化剂12.93g，将混合好的涂料用高速剪切机剪切15分钟，静置冷却后用毛刷刷在处理过的塑料薄膜上，放入30℃的烘箱中1小时后，将烘箱温度升至60℃固化5小时制成带吸波材料层2的塑料薄膜；

3.取1.50g偶联剂用50g稀释剂稀释，加入到150g羰基铁吸收剂中，搅匀后静置30分钟，向混合物中加入60％环氧树脂109.02g搅匀，再加入固化剂33.10g，将混合好的涂料用高速剪切机剪切15分钟，静置冷却后用毛刷刷在处理过的塑料薄膜上，放入30℃的烘箱中1小时后，将烘箱温度升至60℃固化5小时制成带吸波材料层3的塑料薄膜；

4.取1.50g偶联剂用50g稀释剂稀释，加入到150g羰基铁吸收剂中，搅匀后静置30分钟，向混合物中加入60％环氧树脂39.83g搅匀，再加入固化剂12.93g，将混合好的涂料用高速剪切机剪切15分钟，静置冷却后用毛刷刷在处理过的塑料薄膜上，放入30℃的烘箱中1小时后，将烘箱温度升至60℃固化5小时制成带吸波材料层4的塑料薄膜；

5.取1.50g偶联剂用50g稀释剂稀释，加入到150g羰基铁吸收剂中，搅匀后静置30分钟，向混合物中加入60％环氧树脂39.83g搅匀，再加入固化剂12.93g，将混合好的涂料用高速剪切机剪切15分钟，静置冷却后用毛刷刷在处理过的塑料薄膜的正、反两面，放入30℃的烘箱中1小时后，将烘箱温度升至60℃固化5小时制成带吸波材料层5、6的塑料薄膜；

6.将上述步骤1-5中5张带吸波材料层的塑料薄膜由上至下依次压合，采用60％的环氧树脂E-44与固化剂D-400按质量份数比2∶1混合后作为胶合剂，使用胶合剂把步骤压合的5张塑料薄膜按由上至下顺序粘贴成吸波材料，该吸波材料采用每张塑料薄膜厚度为0.13mm，每层吸波材料层厚度为0.09mm，吸波材料整体厚度小于1.2mm，密度低，质量轻，力学性能高。

图2所示本发明吸波材料的吸波性能图，在ku波段内，本发明的吸波材料电磁波反射率达-20db，电磁波吸收效果好。

Claims

1.一种薄膜结构Ku波段雷达吸波材料，其特征在于：主要包括六层吸波材料层和五张塑料薄膜，六层吸波材料层的每两层吸波材料层间均设有塑料薄膜，所述第一层吸波材料层为偶联剂1.50份、稀释剂50份、铁氧体150份、60％环氧树脂53.67份的混合物；所述第二层吸波材料层为偶联剂1.50份、稀释剂50份、羰基铁吸收剂150份、60％环氧树脂39.83份、固化剂12.93份的混合物；所述第三层吸波材料层为偶联剂1.50份、稀释剂50份、羰基铁吸收剂150份、60％环氧树脂109.02份、固化剂33.10份的混合物；所述第四、五、六层吸波材料层为偶联剂1.50份、稀释剂50份、羰基铁吸收剂150份、60％环氧树脂39.83份、固化剂12.93份的混合物。

2.根据权利要求1所述的薄膜结构Ku波段雷达吸波材料，其特征是：所述偶联剂是硅烷偶联剂KH550。

3.根据权利要求1所述的薄膜结构Ku波段雷达吸波材料，其特征是：所述稀释剂为体积比7∶3的二甲苯和正丁醇，或稀释剂为体积比4∶3∶3的二甲苯、丙酮和乙酸丁酯。

4.根据权利要求1所述的薄膜结构Ku波段雷达吸波材料，其特征是：所述固化剂为聚醚胺D400。

5.根据权利要求1所述的薄膜结构Ku波段雷达吸波材料，其特征是：所述塑料薄膜厚度为0.13mm，所述吸波材料层厚度为0.09mm。