CN106469858A - 一种吸波体结构 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种吸波结构，包括金属底板以及覆盖在金属底板一表面上的电损耗体，由于电损耗体具有高介电损耗，因此与普通低损耗多层吸波蜂窝的吸波材料的吸波性能相比，本发明的吸波体结构在宽频带具有良好的吸波效果，不仅使吸波性能得到提高，而且该结构设计还降低了整个吸波体结构的厚度以及使该吸波体结构具有低面密度，进而使本发明的吸波结构可以满足在具有承载和减重需求的领域中的应用。

Description

一种吸波体结构

技术领域

本发明涉及一种吸波体，具体而言是一种吸波体结构。

背景技术

按照结构和形状，吸波材料可以分为薄膜吸波材料、平板吸波体、角锥或者尖劈形吸波体、蜂窝状吸波体等。吸波材料不仅要求有出色的吸波性能，根据不同用途，对重量、厚度和带宽等其他性能也有要求，因此，不能期望一种设计方法能够满足所有的性能要求。

吸波体结构是获得轻质宽频带吸波材料的重要手段，一般由低密度、低介电常数的介电材料与电阻片相间而成，电阻片的阻值由表面至地面金属板逐渐减低，通过沿着吸波体的厚度方向改变有效的阻抗以获得最小的反射，使电磁波最大程度地进入吸波体，再利用电阻的损耗和多层间的干涉，达到吸波的目的。整个吸波体的带宽与所采用层数有关，是干涉型与阻抗渐变材料相结合的吸波体。

除了常用的蜂窝结构外，吸波体结构可以采用各种低介电的吸波材料，如陶瓷微球、碳颗粒和空心玻璃微珠等，而这种传统的基于普通低损耗多层吸波蜂窝的吸波体的厚度较大，并且其对低频的吸收效果不佳，吸波性能有待提高；吸波体结构也可采用高损耗的材料，但是由于高损耗的材料密度大，不能满足低面密度的要求。且吸波体结构一般应用于飞机上需要承载和减重的部位。因此，对低面密度超宽带的吸波体的研究具有重大的现实意义。

发明内容

针对现有技术中的吸波体中的高损耗的材料密度大，不能满足低面密度的要求的问题，本发明提供了一种吸波体结构。

本发明提供的吸波体结构包括金属底板，以及覆盖在金属底板一表面上的电损耗体。

在上述吸波结构中，吸波体结构包括一层电损耗体，电损耗体包括蜂窝层以及电阻片层，其中，电阻片层叠加在蜂窝层上。

蜂窝层包括高分子树脂片材和分布于高分子树脂片材上的蜂窝结构。

在上述吸波结构中，吸波体结构包括多层电损耗体，多层电损耗体相互依次紧密叠加而成。

在上述吸波结构中，多层电损耗体中的每一层电损耗体均包括蜂窝层、以及叠加在蜂窝层上的电阻片层。

在上述吸波结构中在吸波体结构中，多个蜂窝层和多个电阻片层为相互交替堆叠形成。

在上述吸波结构中，多个蜂窝层中的每一个蜂窝层均包括高分子树脂片材和分布于高分子树脂片材上的蜂窝结构。

在上述吸波结构中，每个蜂窝层中的蜂窝结构均相同。

在上述吸波结构中，每个电阻片层均包括支撑表面以及位于支撑表面上的多个电阻块。

在上述吸波结构中，支撑表面位于相应的电阻片层下方的蜂窝层的上表面。

在上述吸波结构中，每个电阻片层还包括位于相应电阻片层下方的介质基板以提供支撑表面。

在上述吸波结构中，每个电阻片层的所有电阻块的电阻值总和均相同。

在上述吸波结构中，每个电阻片层的所有电阻块的电阻值总和均不相同，且从电磁波的入射表面起至靠近金属底板的方向上，各个电阻片层的所有电阻块的电阻值总和逐渐减小，其中，电磁波的入射表面为在电损耗体上并远离金属底板的表面。

在上述吸波结构中，在不同的电阻片层中，电阻块的形状、尺寸和分布中的至少一种是不同。

在上述吸波结构中，多个电阻块均呈规则多边形或者椭圆形。

在上述吸波结构中，每个电阻片层中的多个电阻块呈阵列方式进行周期排布。

在上述吸波结构中，每个电阻片层中的多个电阻块为随机性排布。

在上述吸波结构中，多个电损耗体中的各个蜂窝层的厚度相等。

在上述吸波结构中，多个电损耗体中的各个蜂窝层的厚度不相等。

在上述吸波结构中，蜂窝层的厚度为1～100mm。

在上述吸波结构中，各个蜂窝层的厚度均为50mm。

本发明中的吸波结构包括金属底板以及覆盖在金属底板一表面上的电损耗体，由于电损耗体具有高介电损耗，因此与普通低损耗多层吸波蜂窝的吸波材料的吸波性能相比，本发明的吸波体结构在宽频带具有良好的吸波效果，不仅使吸波性能得到提高，而且该结构设计还降低了整个吸波体结构的厚度以及使该吸波体结构具有低面密度，进而使本发明的吸波结构可以满足在具有承载和减重需求的领域中的应用。

附图说明

图1是根据本发明实施例1的吸波体结构的结构示意图；

图2是根据本发明实施例1的电阻片层的电阻形状及排布示意图；

图3是根据本发明实施例2的吸波体结构的结构示意图；

图4是根据本发明实施例2的其中一个电阻片层的电阻形状及排布示意图；

图5是根据本发明实施例2的吸波体结构的吸波曲线。

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。

本发明提供了一种吸波体结构，包括金属底板以及覆盖在所述金属底板一表面上的电损耗体，由于电损耗体具有高介电损耗，因此与普通低损耗多层吸波蜂窝的吸波材料的吸波性能相比，本发明的吸波体结构在宽频带具有良好的吸波效果，不仅使吸波性能得到提高，而且该结构设计还降低了整个吸波体结构的厚度以及使该吸波体结构具有低面密度，进而使本发明的吸波结构可以满足在具有承载和减重需求的领域中的应用。

在本发明的实施方式中，吸波体结构包括一层电损耗体，或多层电损耗体，其中多层电损耗体相互依次紧密叠加而成的，每一层电损耗体均包括蜂窝层以及叠加在蜂窝层上的电阻片层。本发明中利用吸波蜂窝代替低密度的介电材料，使入射到吸波体结构内的电磁波被高损耗的吸波蜂窝吸收，从而达到提高吸波性能的目的。与使用普通蜂窝的吸波体结构比较，由于中间层的介电损耗，在性能相当的情况下，使用吸波蜂窝的吸波体，厚度比普通蜂窝吸波体小。

在包括一层电损耗体的吸波体结构中，电损耗体包括蜂窝层以及电阻片层，其中，电阻片层叠加在蜂窝层上，且蜂窝层的另一表面与金属底板紧密接触。蜂窝层包括高分子树脂片材和分布于高分子树脂片材上的蜂窝结构。

在包括多层电损耗体的吸波体结构中，多层电损耗体中的每一层电损耗体均包括蜂窝层、以及叠加在蜂窝层上的电阻片层。在该种吸波体结构中，多个蜂窝层和多个电阻片层为相互交替堆叠形成。多个蜂窝层中的每一个蜂窝层均包括高分子树脂片材和分布于高分子树脂片材上的蜂窝结构。根据不同的设计需求，每个蜂窝层中的蜂窝结构可以相同也可以不同，以满足不同性能需求。

无论是在包括一层电损耗体的吸波体结构中还是在包括多层电磁损耗体的吸波体结构中，每层蜂窝层的厚度均在1mm至100mm之间。在优选实施实施例中，多个蜂窝层的厚度均为50mm。从而使得所得到的吸波体结构具有良好的吸波性能同时具有合适的厚度。

在本发明提供的吸波体结构中，每个电阻片层均包括支撑表面以及位于支撑表面上的多个电阻块。支撑表面位于相应的电阻片层下方的蜂窝层的上表面。每个电阻片层还包括位于相应电阻片层下方的介质基板以提供支撑表面。在实施方式中，每个电阻片层的所有电阻块的电阻值总和可以相同，也可以均不相同。在优选实施例中，电磁波的入射表面为在电损耗体上并远离金属底板的表面，且从电磁波的入射表面起至靠近金属底板的方向上，各个电阻片层的所有电阻块的电阻值总和逐渐减小。每个电阻片层中的多个电阻块均呈规则多边形或者椭圆形并且呈阵列方式进行周期排布，其中多变形可以选自矩形、三角形、方形等。在其他实施例中，每个电阻片层中的多个电阻块还可以为随机性排布。在优选实施例中，在不同的电阻片层中，电阻块的形状、尺寸和分布中的至少一种是不同，以使所制得的吸波材料在宽频范围内具有良好的吸波效果。

金属底板优选铜底板、铝底板、银底板或铁底板中的一种。

当吸由于吸波蜂窝的介电常数是色散的，也就是说，介电常数随频率发生变化，其吸波性能也与频率有关。因此，在本发明中，除了改变每层吸波蜂窝的厚度，各层电阻结构层的电阻块的形状、尺寸和分布之外，可以使用不同性能的吸波蜂窝，设计出不同的吸波体结构，使材料的设计性得到了拓展。

实施例1

如图1所示，一种吸波体结构包括金属底板1以及覆盖在金属底板1一表面上的一层电损耗体2，电损耗体2包括蜂窝层21和叠加在蜂窝层21的一表面上的电阻片层22，且蜂窝层21的另一表面与金属底板1紧密接触。金属底板1为铜底板，蜂窝层21包括高分子树脂片材和分布于高分子树脂片材上的蜂窝结构。蜂窝层21的厚度均为100mm。图2为电阻片层22的顶视图，如图2所示，电阻片层22包括位于该电阻片层下方的介质基板221以及位于该介质基板221表面上的四个电阻块222，该介质基板221为四个电阻块222提供支撑表面，其中，每个电阻块222的形状为矩形，且以阵列方式进行周期排布。

实施例2

如图3所示，一种吸波体结构包括金属底板1以及覆盖在金属底板1一表面上的4层电损耗体2，每层电损耗体2均包括蜂窝层21和叠加在蜂窝层21上的电阻片层22，4层蜂窝层21和4层电阻片层22为相互交替堆叠形成。金属底板1为铝底板，蜂窝层21包括高分子树脂片材和分布于高分子树脂片材上的蜂窝结构。每层蜂窝层21的厚度均为50mm，从金属底板1开始，4层电阻片层中依次包括数量为4、6、5、7个的椭圆形电阻块223，每层电阻片层中的椭圆形电阻块223采用随机排布，不同电阻片层中的电阻片的尺寸不相同，在同一层中各电阻块的尺寸相同。图4为最靠近金属底板1的电阻片层22的顶视图，如图4所示，该电阻片层22包括位于该电阻片层22下方的介质基板221以及位于该介质基板221表面上的四个椭圆形电阻块223，该介质基板221为四个椭圆形电阻块223提供支撑表面。其中，每个电阻片层的所有电阻块的电阻值总和均不相同，电磁波的入射表面为在电损耗体上并远离金属底板1的表面，且从电磁波的入射表面起至靠近金属底板1的方向上，各个电阻片层22上的所有椭圆形电阻块223的电阻值总和逐渐减小。

实施例3

一种吸波体结构包括金属底板以及覆盖在金属底板一表面上的4层电损耗体，每层电损耗体均包括蜂窝层和叠加在蜂窝层上的电阻片层，4层蜂窝层和4层电阻片层为相互交替堆叠形成。金属底板为银底板，蜂窝层包括高分子树脂片材和分布于高分子树脂片材上的蜂窝结构。从靠近金属底板的方向各层蜂窝层的厚度依次为1mm、10mm、50mm、30mm，4层电阻片层中的每层均包括6个三角形的电阻块，每层电阻片层中的三角形电阻块的尺寸各不相同，但均采用阵列方式进行周期排布。每层电阻片层包括位于该电阻片层下方的介质基板以及位于该介质基板表面上的6个三角形电阻块，该介质基板为6个三角形电阻块提供支撑表面。其中，各个电阻片层上的所有三角形电阻块的电阻值总和均相同。

实施例4

一种吸波体结构包括金属底板以及覆盖在金属底板一表面上的6层电损耗体，每层电损耗体均包括蜂窝层和叠加在蜂窝层上的电阻片层，6层蜂窝层和6层电阻片层为相互交替堆叠形成。金属底板为铁底板，蜂窝层包括高分子树脂片材和分布于高分子树脂片材上的蜂窝结构。从靠近金属底板的方向，各层蜂窝层的厚度均为30mm，从金属底板开始，6层电阻片层中的每层均包括8个的方形的电阻块，每层电阻片层中的方形电阻块的尺寸各不相同，且均采用随机排布。每层电阻片层包括位于该电阻片层下方的介质基板以及位于该介质基板表面上的8个方形电阻块，该介质基板为8个方形电阻块提供支撑表面。其中，各个电阻片层上的所有方形电阻块的电阻值总和均不同。

实施例5

一种吸波体结构包括金属底板以及覆盖在金属底板一表面上的2层电损耗体，每层电损耗体均包括蜂窝层和叠加在蜂窝层上的电阻片层，2层蜂窝层和2层电阻片层为相互交替堆叠形成。金属底板为铜底板，蜂窝层包括高分子树脂片材和分布于高分子树脂片材上的蜂窝结构。从靠近金属底板的方向，各层蜂窝层的厚度均分别为100mm和30mm，从金属底板开始，2层电阻片层中的每层均包括4个的方形的电阻块，每层电阻片层中的方形电阻块的尺寸均相同，且靠近金属底板层的电阻片层中的电阻块阵列方式进行周期排布，另一层电阻片层中的电阻块采用随机排布。每层电阻片层包括位于该电阻片层下方的介质基板以及位于该介质基板表面上的4个方形电阻块，该介质基板为4个方形电阻块提供支撑表面。其中，各个电阻片层上的所有方形电阻块的电阻值总和均不同。

吸波性能的测试

采用法在吸波暗室里对实施例2中所得的吸波体结构的吸波性能进行测量，测量的波段为1～25GHz。

图5是根据本发明实施例2的吸波体结构的吸波曲线。由图5可知，具有四层吸波蜂窝的吸波体结构，在1～25GHz的波段之间在多处都具有良好的吸波性能，因此从图5的表征可知，本发明提供的吸波体结构是一种具有良好吸波性能的超宽频带的吸波体结构。

本发明提供的吸波体结构包括金属底板以及覆盖在所述金属底板一表面上的一层或多层电损耗体，每一层电损耗体均包括蜂窝层以及叠加在蜂窝层上的电阻片层，由于电损耗体具有高介电损耗，因此与普通低损耗多层吸波蜂窝的吸波材料的吸波性能相比，本发明的吸波体结构在宽频带具有良好的吸波效果，不仅使吸波性能得到提高，而且该结构设计还降低了整个吸波体结构的厚度以及使该吸波体结构具有低面密度，进而使本发明的吸波结构可以满足在具有承载和减重需求的领域中的应用。

本领域普通技术人员应当理解，以上实施例仅为本发明的优选实施例。本发明不限于实施例中所使用的。

以上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 (21)

1.一种吸波体结构，其特征在于，所述吸波体结构包括:

金属底板，以及

覆盖在所述金属底板一表面上的电损耗体。

2.根据权利要求1所述的吸波体结构，其特征在于，所述吸波体结构包括一层电损耗体，所述电损耗体包括：

蜂窝层；以及

电阻片层；

其中，所述电阻片层叠加在所述蜂窝层上。

3.根据权利要求2所述的吸波体结构，其特征在于，所述蜂窝层包括高分子树脂片材和分布于所述高分子树脂片材上的蜂窝结构。

4.根据权利要求1所述的吸波体结构，其特征在于，所述吸波体结构包括多层电损耗体，所述多层电损耗体相互依次紧密叠加而成。

5.根据权利要求4所述的吸波体结构，其特征在于，所述多层电损耗体中的每一层电损耗体均包括蜂窝层、以及叠加在所述蜂窝层上的电阻片层。

6.根据权利要求5所述的吸波体结构，其特征在于，在所述吸波体结构中，多个所述蜂窝层和多个所述电阻片层为相互交替堆叠形成。

7.根据权利要求6所述的吸波体结构，其特征在于，所述多个蜂窝层中的每一个蜂窝层均包括高分子树脂片材和分布于所述高分子树脂片材上的蜂窝结构。

8.根据权利要求6所述的吸波体结构，其特征在于，每个所述蜂窝层中的蜂窝结构均相同。

9.根据权利要求5所述的吸波体结构，其特征在于，每个所述电阻片层均包括支撑表面以及位于所述支撑表面上的多个电阻块。

10.根据权利要求9所述的吸波体结构，其特征在于，所述支撑表面位于相应的所述电阻片层下方的蜂窝层的上表面。

11.根据权利要求9所述的吸波体结构，其特征在于，每个所述电阻片层还包括位于相应所述电阻片层下方的介质基板以提供所述支撑表面。

12.根据权利要求9所述的吸波体结构，其特征在于，每个所述电阻片层的所有所述电阻块的电阻值总和均相同。

13.根据权利要求9所述的吸波体结构，其特征在于，每个所述电阻片层的所有所述电阻块的电阻值总和均不相同，且从电磁波的入射表面起至靠近所述金属底板的方向上，各个所述电阻片层的所有电阻块的电阻值总和逐渐减小，其中，所述电磁波的入射表面为在所述电损耗体上并远离所述金属底板的表面。

14.根据权利要求9所述的吸波体结构，其特征在于，在不同的电阻片层中，电阻块的形状、尺寸和分布中的至少一种是不同。

15.根据权利要求9所述的吸波体结构，其特征在于，所述多个电阻块均呈规则多边形或者椭圆形。

16.根据权利要求9所述的吸波体结构，其特征在于，每个所述电阻片层中的所述多个电阻块呈阵列方式进行周期排布。

17.根据权利要求9所述的吸波体结构，其特征在于，每个所述电阻片层中的所述多个电阻块为随机性排布。

18.根据权利要求5所述的吸波体结构，其特征在于，多个所述电损耗体中的各个所述蜂窝层的厚度相等。

19.根据权利要求5所述的吸波体结构，其特征在于，多个所述电损耗体中的各个蜂窝层的厚度不相等。

20.根据权利要求2或5所述的吸波体结构，其特征在于，所述蜂窝层的厚度为1～100mm。

21.根据权利要求21所述的吸波体结构，其特征在于，各个所述蜂窝层的厚度均为50mm。