CN106329149B - 一种吸波材料 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的一种吸波材料包括材料本体以及导电几何结构，其中，导电几何结构是三维立体结构并且采用三维立体非均匀排布方式有序地排布在材料本体中。并且在材料本体的表面还可以设置有反射板，以进一步衰减电磁波。本发明所提供的吸波材料可以按照控制输入阻抗的要求调整导电几何结构的梯度变化排布方式以使吸波材料能在宽频范围内实现很小的反射，并且总厚度也比较理想，从而使得该吸波材料具有良好的宽频吸波特性，且质量较轻，应用范围较广。
Description
技术领域
本发明涉及吸波材料领域，更具体地，涉及一种吸波材料。
背景技术
吸波材料指能吸收、衰减入射的电磁波，并将其电磁能转换成热能耗散掉或使电磁波因干涉而消失的一类材料。
超材料是一种以导电几何结构为基本单元并以特定方式进行空间排布的具有特殊电磁响应的新型吸波材料，其对电磁响应的特征往往不取决于其构成材料的本征性质，而是由其导电几何结构的特征所决定，同时其还通过对导电几何结构的有序排列，改变了空间中每点的相对介电常数和磁导率，因此其还可以在一定范围内实现普通材料无法具备的折射率、磁导率以及吸波极化性能，从而可以有效控制电磁波的传播特性。
现有技术中的超材料采用的是二维均匀排布的方式，如短切的纤维条等。但是按照上述排布方式制成的超材料的宽频吸波效果不太理性，且重量一般较重。
针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
为了解决现有技术中的吸波材料的宽频吸波效果不理性且重量较大的问题，本发明提供了一种吸波材料。
本发明提供的吸波材料包括材料本体以及导电几何结构，导电几何结构是三维立体结构并且有序地排布在材料本体中。
在上述吸波材料中，导电几何结构是方块或锥体。
在上述吸波材料中，导电几何结构在材料本体中采用周期排布。
在上述吸波材料中，导电几何结构在材料本体中所采用的周期排布为三维立体非均匀排布方式。
在上述吸波材料中，导电几何结构纵向采用连续的梯度变化方式排布，横向为二维均匀的周期排布。
在上述吸波材料中，吸波材料本体还包括反射板。
在上述吸波材料中，反射板的表面设置有电磁吸波物质。
在上述吸波材料中，电磁吸波涂层包括铁氧系吸波材料。
在上述吸波材料中，导电几何结构包括铁氧系或碳系吸波材料。
在上述吸波材料中，方块的尺寸在纵向采用的非线性拟合阻抗匹配电路设计。
在上述吸波材料中，方块的长为2～3mm。
在上述吸波材料中，锥体的高度为15～25mm。
在上述吸波材料中，吸波材料的厚度为20～30mm。
本发明提供的一种吸波材料包括材料本体以及导电几何结构，其中，导电几何结构是三维立体结构并且采用三维立体非均匀排布方式有序地排布在材料本体中。并且在材料本体的表面还可以设置有反射板，以进一步衰减电磁波。本发明所提供的吸波材料可以按照控制输入阻抗的要求调整导电几何结构的梯度变化排布方式以使吸波材料能在宽频范围内实现很小的反射，并且总厚度也比较理想，控制在20～30mm，从而使该吸波材料具有良好的宽频吸波特性，且质量较轻，应用范围较广。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据本发明实施例的吸波材料中导电几何结构为锥体时的立体结构示意图；
图2是根据本发明实施例1的吸波材料的吸波性能的测量结果。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供的吸波材料，包括材料本体；以及导电几何结构，导电几何结构是三维立体结构并且有序地排布在材料本体中。
导电几何结构在材料本体中采用周期排布。在优选实施方式中，导电几何结构在材料本体中采用三维立体非均匀排布方式，进一步优选地，导电几何结构纵向采用连续的梯度变化方式排布，横向为二维均匀的周期排布，其中，按照控制输入阻抗的要求调整导电几何结构的梯度变化排布方式。以使吸波材料能在宽频范围内实现很小的反射，且该吸波材料的吸波频率具有可调性，可以根据实际情况调整相应的工作频率，且占空比较高，同时质量也非常轻。
在本发明中，排布在材料本体中的导电几何结构是方块或锥体。方块的长为2～3mm，优选地，方块的长为2.5mm，方块大小在纵向采用的非线性拟合阻抗匹配电路设计；锥体的高度为15～25mm，进一步优选地，锥体的高度为20mm，且锥体加工要比较完善，其尺寸公差控制在5％以内。导电几何结构包括铁氧系或碳系吸波材料。吸波材料的厚度为20～30mm，在本发明的优选实施例中，吸波材料的厚度为20～25mm，在本发明的进一步优选实施例中，吸波材料的厚度为25～30mm，使得吸波材料具有良好的宽频吸波特性的同时，质量也较轻，使其应用范围更广。材料本体包括低频吸波材料。
其中，材料本体中还包括设置在材料本体的表面上的反射板，在优选实施例中，反射板的表面设置有电磁吸波涂层，该电磁吸波涂层包括铁氧系吸波材料，以进一步衰减电磁波，进一步增强吸波效果。但是在有的实施例中，可根据实际情况的需求，反射板的表面不涂覆电磁吸波材料。
通常导电几何结构厚度小于或等于2mm的可以称为平面结构，即，超材料采用的是二维均匀排布的方式，按照上述排布方式制成的超材料的宽频吸波效果不太理性，且重量一般较重。导电几何结构的厚度大于2mm的可以称为立体结构，在本发明的吸波材料中，由于导电几何结构采用三维立体非均匀排布方式排布在材料本体中。相对于传统的平面结构的到电几何体，本发明中的导电几何体由于采用了三维立体结构，从而使得本发明所提供的吸波材料可以按照控制输入阻抗的要求调整导电几何结构的梯度变化排布方式以使吸波材料能在宽频范围内实现很小的反射，并且总厚度也比较理想，可以控制在20～30mm，从而使该吸波材料具有良好的宽频吸波特性，且质量较轻，应用范围较广。
实施例1
图1为本发明的吸波材料的结构示意图，如图1所示，吸波材料包括材料本体1和有序地排布在材料本体1中的多个锥体2，其中锥体2采用三维立体非均匀排布方式，具体地在纵向上采用连续的梯度变化方式排布，横向为二维均匀的周期排布。该吸波材料的厚度为20mm，锥体2的高度为15mm，锥体加工比较完善，其尺寸公差控制在5％以内，锥体2包括碳系吸波材料。
实施例2
吸波材料包括材料本体、有序地排布在材料本体中的多个方块以及设置在材料本体的表面上的反射板，反射板的表面设置有作为电磁吸波物质的铁氧系吸波材料，其中，方块采用三维立体非均匀排布方式，具体地在纵向上采用连续的梯度变化方式排布，横向为二维均匀的周期排布。该吸波材料的厚度为30mm，方块的长为2.5mm，方块大小在纵向采用的非线性拟合阻抗匹配电路设计，方块包括铁氧系吸波材料。
实施例3
吸波材料包括材料本体、有序地排布在材料本体中的多个方块以及设置在材料本体的表面上的反射板，反射板的表面设置有作为电磁吸波物质的铁氧系吸波材料，其中，方块采用三维立体非均匀排布方式，具体地在纵向上采用连续的梯度变化方式排布，横向为二维均匀的周期排布。该吸波材料的厚度为25mm，方块的长为2mm，方块大小在纵向采用的非线性拟合阻抗匹配电路设计，方块包括铁氧系吸波材料。
实施例4
吸波材料包括材料本体和有序地排布在材料本体中的多个锥体，其中锥体采用三维立体非均匀排布方式，具体地在纵向上采用连续的梯度变化方式排布，横向为二维均匀的周期排布。该吸波材料的厚度为30mm，锥体的高度为25mm，锥体加工比较完善，其尺寸公差控制在5％以内，锥体包括碳系吸波材料。
实施例5
吸波材料包括材料本体和有序地排布在材料本体中的多个锥体，其中锥体采用三维立体非均匀排布方式，具体地在纵向上采用连续的梯度变化方式排布，横向为二维均匀的周期排布。该吸波材料的厚度为30mm，锥体的高度为20mm，锥体加工比较完善，其尺寸公差控制在5％以内，锥体包括碳系吸波材料。
吸波性能的测试
将实施例1中所得的吸波材料进行吸波性能测试，测试结果如图2所示，结果表明本发明提供的吸波材料在1GHz-18GHz波段具有良好的吸收效果，在L波段可达到－15dB以下，C波段、X波段可达到－30dB，ku波段可达到－40dB。因此在宽频范围内吸波效果比较理想，如在1～18GHz具有良好的吸波性能，因此实用性非常广。
本发明提供的一种吸波材料包括材料本体以及导电几何结构，其中，导电几何结构是三维立体结构并且采用三维立体非均匀排布方式有序地排布在材料本体中。并且在材料本体的表面还可以设置有反射板，以进一步衰减电磁波。本发明所提供的吸波材料可以按照控制输入阻抗的要求调整导电几何结构的梯度变化排布方式以使吸波材料能在宽频范围内实现很小的反射，并且总厚度也比较理想，控制在20～30mm，从而使该吸波材料具有良好的宽频吸波特性，且质量较轻，应用范围较广。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种吸波材料，其特征在于，包括
材料本体；以及
导电几何结构，所述导电几何结构是方块或锥体，并且多个所述导电几何结构有序地排布在所述材料本体中，以构成超材料，
其中，多个所述导电几何结构在所述材料本体中采用三维立体非均匀排布方式的周期排布，
其中，多个所述导电几何结构在纵向上采用连续的梯度变化方式排布，横向为二维均匀的周期排布，
其中，所述梯度变化按照控制输入阻抗的要求调整，
其中，所述导电几何结构包括铁氧系或碳系吸波材料。
2.根据权利要求1所述的吸波材料，其特征在于，所述吸波材料本体还包括反射板。
3.根据权利要求2所述的吸波材料，其特征在于，所述反射板的表面设置有电磁吸波涂层。
4.根据权利要求3所述的吸波材料，其特征在于，所述电磁吸波涂层包括铁氧系吸波材料。
5.根据权利要求1所述的吸波材料，其特征在于，所述方块的尺寸在纵向采用的非线性拟合阻抗匹配电路设计。
6.根据权利要求1所述的吸波材料，其特征在于，所述方块的长为2～3mm。
7.根据权利要求1所述的吸波材料，其特征在于，所述锥体的高度为15～25mm。
8.根据权利要求1所述的吸波材料，其特征在于，所述吸波材料的厚度为20～30mm。
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