CN103717049B - 一种吸波材料 - Google Patents
一种吸波材料 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103717049B CN103717049B CN201210374755.9A CN201210374755A CN103717049B CN 103717049 B CN103717049 B CN 103717049B CN 201210374755 A CN201210374755 A CN 201210374755A CN 103717049 B CN103717049 B CN 103717049B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- branch
- elementary cell
- absorbing material
- mixed layer
- capacitance resistance
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Landscapes
- Shielding Devices Or Components To Electric Or Magnetic Fields (AREA)
- Aerials With Secondary Devices (AREA)
Abstract
本发明公开一种吸波材料，其包括设置于目标物体前方的电容电阻混合层；所述电容电阻混合层由多个单元结构构成，所述单元结构包括第一、第二、第三、第四基本单元，第一基本单元包括第一分支以及从第一分支两端向上垂直延伸的第二分支和第三分支，第二分支和第三分支之间还等间距的排布有多条第四分支。将第一基本单元分别旋转90°、180°、270°后得到第二至第四基本单元。本发明通过设置特殊结构的电容电阻混合层，可达到宽频、高效吸收电磁波的效果。本发明吸波材料结构简单、厚度较薄，在22.5GHZ至45.35GHZ频段内，吸波材料的S11参数值均为‑15dB以下。
Description
技术领域
本发明涉及材料技术领域，尤其涉及一种吸波材料。
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、吸波性能好的吸波材料。
本发明解决其技术问题采用的技术方案是，提出一种吸波材料，其包括设置于目标物体前方的电容电阻混合层；所述电容电阻混合层由多个单元结构构成，所述单元结构包括第一、第二、第三、第四基本单元，第一基本单元包括第一分支以及从第一分支两端向上垂直延伸的第二分支和第三分支，第二分支和第三分支之间等间距的排布有多条第四分支；将第一基本单元以第二分支为旋转轴逆时针旋转90°得到第二基本单元，将第二基本单元以第二单元第二分支为旋转轴逆时针旋转90°得到第三基本单元，将第三基本单元以第三基本单元第二分支为旋转轴逆时针旋转90°得到第四基本单元；将第一基本单元至第四基本单元组合成单元结构时，第一基本单元第二分支与第二基本单元第一分支重合，第二基本单元第二分支与第三基本单元第一分支重合，第三基本单元第二分支与第四基本单元第一分支重合，第四基本单元第二分支与第一基本单元第一分支重合。
进一步地，所述多个单元结构通过如下方式组合成电容电阻混合层：单元结构的第一基本单元的分支不接触地插入相邻的单元结构的第三基本单元相邻分支形成的间隙中，单元结构的第二基本单元的分支不接触地插入相邻的单元结构的第四基本单元相邻分支形成的间隙中。
进一步地，电容电阻混合层上，所有分支的长度、宽度和厚度均相等，相邻分支的间距均等于分支宽度。
进一步地，各分支的宽度为0.05至0.15毫米，各分支厚度为0.015至0.025毫米。
进一步地，所述电容电阻混合层与目标物体的间距为1-3毫米。
进一步地，所述电容电阻混合层与目标物体之间填充有空气或为真空。
进一步地，所述电容电阻混合层的方块电阻值为50至55欧姆。
进一步地，所述第二分支和第三分支之间等间距的排布5条第四分支。
进一步地，所述电容电阻混合层的方块电阻值为53欧姆。
进一步地，所述电容电阻混合层和目标物体的间距为2毫米。
本发明通过设置特殊结构的电容电阻混合层，可达到宽频、高效吸收电磁波的效果。本发明吸波材料结构简单、厚度较薄，在22.5GHZ至45.35GHZ频段内，吸波材料的S11参数值均为-15dB以下。
附图说明
图1为本发明吸波材料的结构示意图；
图2电容电阻混合层上单元结构及其分解示意图；
图3为多个图2所示单元结构排列形成电容电阻混合层的结构示意图；
图4为本发明吸波材料的仿真结果示意图。
具体实施方式
请参照图1，图1为本发明吸波材料的结构示意图。本发明通过在目标物体前设置电容电阻混合层100从而实现宽频、高效吸收电磁波效果。图1中，目标物体采用金属片200表示，实际应用时，目标物体可为各类具有金属表面的物体，例如飞机、雷达等，当实际应用时目标物体不具有金属表面时，则可在目标物体表面贴附金属层。
本发明中，优选地，电容电阻混合层100和目标物体200的间距为1-3毫米，优选为2毫米。电容电阻混合层100与目标物体200之间可填充空气，也可为真空。
请参照图2、图3。图2为电容电阻混合层100上单元结构及其分解示意图，图3为多个图2所示单元结构排列形成电容电阻混合层的结构示意图。在图2和图3中，电容电阻混合层自身的材料具有一定的电阻值，本实施例中，电容电阻混合层的方块电阻值优选为50-55欧姆，更优选为53欧姆。电容电阻混合层中，相邻的分支在电磁波的作用下可等效为电容，从而构成了电容电阻混合层。电容电阻混合层100的设置满足传输线理论，通过调整电容电阻混合层的方块电阻以及等效电容从而能够实现宽频、高效吸波效果。传输线理论可参考论文：Kazemzadeh and A.Karlsson,Multilayered Wideband Absorbers for ObliqueAngle of Incidence,IEEE Trans.Antennas Propag.,Vol 58,3637-3646,(2010)。
图2中，电容电阻混合层单元结构包括第一、第二、第三、第四基本单元，第一基本单元包括第一分支10以及从第一分支10两端向上垂直延伸的第二分支11和第三分支12，第二分支11和第三分支12之间还等间距的排布有多条第四分支13。本实施例中，第二分支11和第三分支12之间等间距的排布有三条第四分支13。第一基本单元中，各条分支的长度、宽度和厚度均相等。
将第一基本单元以第二分支11为旋转轴逆时针旋转90°得到第二基本单元，将第二基本单元以第二单元第二分支11’为旋转轴逆时针旋转90°得到第三基本单元，将第三基本单元以第三基本单元第二分支11”为旋转轴逆时针旋转90°得到第四基本单元。将第一基本单元至第四基本单元组合成电容电阻混合层单元结构时，第一基本单元第二分支11与第二基本单元第一分支10’重合，第二基本单元第二分支11’与第三基本单元第一分支10”重合，第三基本单元第二分支11”与第四基本单元第一分支10”’重合，第四基本单元第二分支11”’与第一基本单元第一分支10重合。
图3中，多个图2所示的单元结构通过如下方式组合：单元结构的第一基本单元的分支不接触地插入相邻的单元结构的第三基本单元相邻分支形成的间隙中，单元结构的第二基本单元的分支不接触地插入相邻的单元结构的第四基本单元相邻分支形成的间隙中。优选地，在电容电阻混合层上，相邻的分支之间间距相等，相邻的分支之间的间距与分支宽度相同。本实施例中，各分支的宽度为0.05至0.15毫米，各分支厚度为0.015至0.025毫米。
利用CST仿真软件仿真本发明吸波材料的吸波效果，其仿真结果图如图4所示，由图4可知，在22.5GHZ至45.35GHZ频段内，本发明吸波材料的S11参数值均为-15dB以下，具有良好的宽频吸波效果。
可以想象地，可以通过改变第四分支的数量以改变电容电阻混合层的等效电容值和/或改变电容电阻混合层的材料来改变电容电阻混合层的方块电阻值来改变本发明吸波材料所能吸收的电磁波的频宽和吸波效果。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。
Claims (10)
1.一种吸波材料，其特征在于：包括设置于目标物体前方的电容电阻混合层；所述电容电阻混合层由多个单元结构构成，所述单元结构包括第一、第二、第三、第四基本单元，第一基本单元包括第一分支以及从第一分支两端向上垂直延伸的第二分支和第三分支，第二分支和第三分支之间等间距的排布有多条第四分支；将第一基本单元以第二分支为旋转轴逆时针旋转90°得到第二基本单元，将第二基本单元以第二单元第二分支为旋转轴逆时针旋转90°得到第三基本单元，将第三基本单元以第三基本单元第二分支为旋转轴逆时针旋转90°得到第四基本单元；将第一基本单元至第四基本单元组合成单元结构时，第一基本单元第二分支与第二基本单元第一分支重合，第二基本单元第二分支与第三基本单元第一分支重合，第三基本单元第二分支与第四基本单元第一分支重合，第四基本单元第二分支与第一基本单元第一分支重合。
2.如权利要求1所述的吸波材料，其特征在于：所述多个单元结构通过如下方式组合成电容电阻混合层：单元结构的第一基本单元的分支不接触地插入相邻的单元结构的第三基本单元相邻分支形成的间隙中，单元结构的第二基本单元的分支不接触地插入相邻的单元结构的第四基本单元相邻分支形成的间隙中。
3.如权利要求2所述的吸波材料，其特征在于：电容电阻混合层上，所有分支的长度、宽度和厚度均相等，相邻分支的间距均等于分支宽度。
4.如权利要求3所述的吸波材料，其特征在于：各分支的宽度为0.05至0.15毫米，各分支厚度为0.015至0.025毫米。
5.如权利要求1所述的吸波材料，其特征在于：所述电容电阻混合层与目标物体的间距为1-3毫米。
6.如权利要求5所述的吸波材料，其特征在于：所述电容电阻混合层与目标物体之间填充有空气或为真空。
7.如权利要求1所述的吸波材料，其特征在于：所述电容电阻混合层的方块电阻值为50至55欧姆。
8.如权利要求1所述的吸波材料，其特征在于：所述第二分支和第三分支之间等间距的排布5条第四分支。
9.如权利要求7所述的吸波材料，其特征在于：所述电容电阻混合层的方块电阻值为53欧姆。
10.如权利要求5所述的吸波材料，其特征在于：所述电容电阻混合层和目标物体的间距为2毫米。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201210374755.9A CN103717049B (zh) | 2012-09-29 | 2012-09-29 | 一种吸波材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201210374755.9A CN103717049B (zh) | 2012-09-29 | 2012-09-29 | 一种吸波材料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103717049A CN103717049A (zh) | 2014-04-09 |
| CN103717049B true CN103717049B (zh) | 2017-11-28 |
Family
ID=50409467
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201210374755.9A Active CN103717049B (zh) | 2012-09-29 | 2012-09-29 | 一种吸波材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103717049B (zh) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108539433A (zh) * | 2018-04-12 | 2018-09-14 | 北京理工大学 | 一种基于频率选择表面的超薄小型化吸波体装置 |
| CN112118719B (zh) * | 2019-06-21 | 2022-09-06 | 深圳市环波科技有限责任公司 | 一种吸波单元结构 |
| CN112117550B (zh) * | 2019-06-21 | 2023-11-03 | 深圳市环波科技有限责任公司 | 一种吸波单元结构 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001032231A (ja) * | 1999-07-23 | 2001-02-06 | Soken Kogyo Kk | 格子枠状敷設材、これを使用した消波構造物及びこれに用いるヒューム管並びに消波構築物の構築方法 |
| CN102637960A (zh) * | 2012-04-13 | 2012-08-15 | 深圳光启创新技术有限公司 | 一种基于人造微结构的柔性膜 |
| CN102682858A (zh) * | 2011-03-15 | 2012-09-19 | 深圳光启高等理工研究院 | 吸波材料 |
-
2012
- 2012-09-29 CN CN201210374755.9A patent/CN103717049B/zh active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001032231A (ja) * | 1999-07-23 | 2001-02-06 | Soken Kogyo Kk | 格子枠状敷設材、これを使用した消波構造物及びこれに用いるヒューム管並びに消波構築物の構築方法 |
| CN102682858A (zh) * | 2011-03-15 | 2012-09-19 | 深圳光启高等理工研究院 | 吸波材料 |
| CN102637960A (zh) * | 2012-04-13 | 2012-08-15 | 深圳光启创新技术有限公司 | 一种基于人造微结构的柔性膜 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN103717049A (zh) | 2014-04-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9362627B2 (en) | Artificial microstructure and artificial electromagnetic material using the same | |
| Lee et al. | Characteristics of an electromagnetic wave absorbing composite structure with a conducting polymer electromagnetic bandgap (EBG) in the X-band | |
| CN102811596B (zh) | 一种宽频吸波超材料及吸波装置 | |
| CN106058482A (zh) | 基于双层导电薄膜的透明宽带电磁吸波器 | |
| CN110190407B (zh) | 一种基于电阻膜的宽带吸波器及宽带吸波器阵列 | |
| CN105576383B (zh) | 一种超薄双侧吸波频选超材料及其天线罩和天线系统 | |
| CN105655721A (zh) | 基于频率选择表面的双波段复合宽频带吸波材料 | |
| CN106469858B (zh) | 一种吸波体结构 | |
| CN103490169B (zh) | 单层宽带随机表面 | |
| CN103717049B (zh) | 一种吸波材料 | |
| CN102724856A (zh) | 多层电磁波吸波结构及制备方法 | |
| CN102769210A (zh) | 一种宽频吸波超材料 | |
| CN102811594A (zh) | 一种宽频吸波超材料及吸波装置 | |
| CN103913788A (zh) | 中红外波段宽频带周期吸波材料 | |
| Rop et al. | Performance analysis of a rectangular microstrip patch antenna on different dielectric substrates | |
| CN102800991B (zh) | 一种宽频吸波超材料 | |
| CN102811595A (zh) | 一种宽频吸波材料 | |
| Zhuang et al. | Ultra-wideband RCS reduction using novel configured chessboard metasurface | |
| CN204793218U (zh) | 吸波超材料 | |
| CN103717045B (zh) | 一种吸波材料 | |
| CN103717046B (zh) | 一种吸波材料 | |
| CN103717048B (zh) | 一种吸波材料 | |
| CN103717044B (zh) | 一种吸波材料 | |
| CN102760968B (zh) | 一种宽频吸波超材料 | |
| CN103717047B (zh) | 一种吸波材料 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20210412 Address after: 2 / F, software building, No.9, Gaoxin Zhongyi Road, Nanshan District, Shenzhen City, Guangdong Province Patentee after: KUANG-CHI INSTITUTE OF ADVANCED TECHNOLOGY Address before: 18B, building a, CIC international business center, 1061 Xiangmei Road, Futian District, Shenzhen, Guangdong 518034 Patentee before: KUANG-CHI INNOVATIVE TECHNOLOGY Ltd. |