CN111572109A - 一种隐身材料系统及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于隐身技术领域，公开了一种隐身材料系统及其制备方法，它包括通过连接部连接的结构吸波材料层和伪装网（4），结构吸波材料层的外蒙皮较厚，在1~12GHz频段具有较好的吸波性能；伪装网在12~40GHz频段具有较好的吸波性能，连接并覆盖于结构吸波材料层外表面。本发明解决了现有技术中结构吸波材料层外蒙皮昂贵且力学性能较差、伪装网低频段雷达隐身性能差等技术问题，通过结构吸波材料层与伪装网的匹配设计，一方面允许采用较厚的玻璃纤维增强复合材料作外蒙皮，提高了结构吸波材料层的力学性能，降低了成本；另一方面，通过结构吸波材料层与伪装网的结合实现了1~40GHz宽波段范围优良的雷达隐身性能。

Description

一种隐身材料系统及其制备方法
技术领域
本发明属于隐身材料技术领域，具体涉及一种隐身材料系统及其制备方法。
背景技术
目前的隐身技术研究主要包括外形隐身、吸波涂料、结构吸波材料和伪装网等技术。
2013年9月波兰展示的全球首款PL-01“隐身坦克”采用了外形隐身技术，PL-01隐身坦克具有多面体外形，连火炮都用菱形体包覆起来，这是基于对抗雷达探测的隐身外形设计。多面体外形使得雷达回波集中在某些方向，不返回接收天线，或者形成回波闪烁和不稳定。
吸波涂料是涂敷在目标表面，能够吸收衰减入射雷达波的特种涂料。吸波涂料存在额外增加装备重量、吸收频段窄、厚度大、重量大、易开裂脱落等各种问题。
结构吸波材料是一类结构功能一体化复合材料，既能承载又能吸收雷达波，材料可同时满足力学性能要求时不额外增加装备重量，非常适合装备的雷达隐身。轻量化的结构吸波材料一般采用夹芯结构，由透波外蒙皮、反射电磁波的内蒙皮与夹芯材料组成，夹芯材料可以是硬质泡沫，也可以是蜂窝。其中蒙皮的材质和厚度对结构吸波材料的力学性能产生重要影响，例如耐撞击性能。蒙皮层过薄会使材料难以承受碰撞冲击载荷，产生破损。
中国专利CN200910044770.5（申请号）公开了一种轻质宽频泡沫夹层结构吸波材料及其制备方法，材料由透波材料层面板、吸波树脂泡沫夹芯和电磁波吸波反射层底板组成，面板采用2mm厚玻璃纤维增强复合材料，底板采用3mm厚磁性碳纤维复合材料，随着夹芯材料的不同，吸波材料的性能也不同，在宽的频率范围内具有强吸收且质量轻厚度薄是材料设计的目标；随着夹芯厚度和成分的变化，吸收峰对应的频率和吸收峰宽度发生改变，但是在低频段和高频段难以同时实现强吸收，例如CN200910044770.5中吸收频带最宽的实施例7在5GHz~17GHz范围内实现反射率小于-10dB，按照-10dB的标准，仅完全覆盖了雷达常用的X波段（8GHz~12GHz），部分覆盖了C波段（4GHz~8GHz）和Ku波段（12GHz~18GHz）；无法覆盖雷达常用的L波段（1GHz~2GHz）、S波段（2GHz~4GHz）、Ka波段（26.5GHz~40GHz）。可以合理地估算实施例7材料的面密度，玻璃纤维增强复合材料按照密度1.8g/cm3计算，碳纤维增强复合材料按照1.6g/cm3计算，酚醛泡沫夹芯按照密度0.06g/cm3、厚度10mm计算，材料面密度约为9kg/㎡。
中国专利CN106739321A（申请号201611080943.5）公开了一种多层复合吸波材料及其制备方法，由透波层、阻抗匹配层、反射层和至少一吸波层复合而成，其中吸波层中吸收剂的重量百分含量为65%～85%，所述吸收剂包括羰基铁粉、铁氧体粉末、铁硅铬或铁硅铝合金粉末的一种或者多种，大量铁系吸收剂的使用无法避免重量大的问题。吸收频段越宽，需要的材料厚度越大，CN106739321A中性能较好的实施例3采用了4mm厚的吸波层，吸波层由70质量份的铁硅铝微粉与30质量份的树脂组成，仅吸波层的面密度就可能超过15kg/㎡，材料的总面密度可能超过20kg/㎡。CN106739321A中也未涉及Ka波段（26.5GHz~40GHz）的吸波性能。
中国专利CN 110054182A（申请号 201910444608 .6）公开了一种磁性石墨烯基吸波蜂窝材料，采用磁性氧化石墨烯均匀分散于蜂窝芯材中形成的结构吸波材料。该结构吸波材料具有非常宽的吸收带宽，在1~2GHz波段的反射率均＜-5dB，在2~18GHz波段的反射率均＜-8dB，在27~40GHz波段的反射率均＜-14dB。注意到该材料仅包含蜂窝夹芯，未包含内外蒙皮，非完整的结构吸波材料，实践中发现，结构吸波材料的吸波性能还受外蒙皮的影响。
伪装网是具有伪装装饰材料的网状结构物。其中多谱段伪装网是指伪装装饰材料的颜色、光谱反射、热辐射及微波散射等特性均与背景相匹配，能同时对抗光学、热红外、雷达探测的伪装网，属于高端产品。
为了对抗雷达探测，传统伪装网通常采用含导电纤维的织物作为基布，导电纤维含量合适且长度为入射雷达波长的二分之一时最佳。Gunter Pusch（Camouflage nethaving a semiconductive layer[P]. United States: US4621012, 1986.）发明了一种伪装网用吸波涂层，采用此涂层的基布有四层结构，依次为尼龙或涤纶坯布、热塑性半导体吸波涂层、金属层、光学伪装涂层；半导体吸波涂层中含有棒状短碳纤维，纤维长度最佳值为雷达波长的二分之一(10cm~1.5mm)。传统伪装网的原理是采用长度与雷达波长接近的导电短纤维产生谐振，从而散射和衰减雷达波。由于雷达工作波长从L波段约30cm到Ka波段约8mm，传统伪装网无法在全波长范围内都满足性能要求。传统伪装网主要依靠散射雷达波，降低返回接收天线的能量来对抗雷达探测，有效频段有限。
发明内容
为了克服现有技术中隐身材料密度大、对抗雷达波的有效频段较窄等技术缺陷，本发明提供一种隐身材料系统及其制备方法，通过结构吸波材料层与伪装网的配合，一方面减小材料密度，从而减轻目标载重；另一方面，吸波材料与伪装网相互配合和作用的系统大大拓宽了对抗雷达波的有效频段。
为达到上述发明目的，本发明提供一种隐身材料系统，它包括通过连接部连接的结构吸波材料层和伪装网：所述结构吸波材料层包括依次连接的外蒙皮、夹芯层和内蒙皮，使用时所述外蒙皮位于靠近侦察方向的一侧：所述外蒙皮由透波材料制成，外蒙皮的厚度为0.5~5mm；所述夹芯层由泡沫层和吸波薄膜层交替叠加复合形成，一个泡沫层与一个吸波薄膜层复合形成一个复合单元，所述夹芯层包括2-7个复合单元；所述结构吸波材料层对大于等于1GHz与小于等于2GHz之间频段电磁波的反射率≤-5dB；对大于2GHz与小于等于12GHz之间频段电磁波的反射率≤-10dB；所述伪装网通过外蒙皮表面设置的连接部覆盖于所述结构吸波材料层外侧；所述伪装网对12~40GHz频段电磁波的反射率小于或等于-10dB；所述外蒙皮与夹芯层、夹芯层与内蒙皮、和夹芯层内部相邻的复合单元之间均通过胶层粘结。
按照距离侦查方向由近及远，或者本领域常描述的在沿电磁波传播方向，上述结构吸波材料层依次包括外蒙皮、夹芯层和内蒙皮：外蒙皮的厚度增加可以提高结构吸波材料层整体强度和承载性能；内蒙皮用于从内侧为结构吸波材料层提供支撑和保护。
本发明通过吸波薄膜层与泡沫层的结合提供阻抗变换层和损耗层匹配组成的双层复合吸波结构，为了展宽频带，采用吸波薄膜层与泡沫层交替叠加形成的多个复合单元构成多层涂层，随电磁损耗介质含量的变化，形成层间阻抗渐变的多层涂层结构，在各涂层之间、表层和空气之间达到最大可能的阻抗匹配，减小入射雷达波在吸波材料表面的反射，使得雷达波容易进入吸波材料内部被损耗吸收。
优选地，所述外蒙皮材质包括玻璃纤维增强树脂基复合材料和/或芳纶纤维增强树脂基复合材料中至少一种。上述材质成本低且承载性能较强。
优选地，所述泡沫层材质采用聚氨酯硬质泡沫、PVC硬质泡沫、PMI硬质泡沫中至少一种，单层泡沫层的厚度为1~5mm，夹芯层的厚度为10~30mm；所述吸波薄膜层成分包括吸收剂和树脂基体，所述吸收剂包括炭黑、石墨、羰基铁粉、铁钴合金粉、短切导电纤维中至少一种。
优选地，所述吸波薄膜层为基于Jaumann吸波体设计的电阻膜、磁性膜、具有周期图案的频率选择表面吸波薄膜中任一种；所述吸波薄膜通过丝网印刷工艺印制在硬质泡沫层其中一面。
本发明利用不同区域吸波材料具有不同的吸波效果，电磁波入射时，在吸波材料表面产生不同频率或振幅的反射电磁波相遇，会发生干涉而抵消大部分电磁波，从而提高吸波效果。还可以采用立体的吸波薄膜层，例如锥形或丛林状结构，可以使得电磁波在立体构型中产生多次震荡损耗，从而吸收电磁波。
优选地，所述内蒙皮由铝板、碳纤维增强树脂基复合材料、玻璃纤维增强树脂基复合材料、芳纶纤维增强树脂基复合材料中至少一种制成；当采用玻璃纤维增强树脂基复合材料或芳纶纤维增强树脂基复合材料时，所述内蒙皮还包括反射材料，所述反射材料为碳纤维织物或导电金属丝网；所述反射材料或者作为单独的反射层设置在内蒙皮靠近夹芯层的泡沫层的一侧、或者混合编织在玻璃纤维增强树脂基复合材料或芳纶纤维增强树脂基复合材料中。
因为当所述结构吸波材料层单独用作舱体的板材时，如果采用没有电磁波反射性能的玻璃纤维增强树脂基复合材料或芳纶纤维增强树脂基复合材料，则没有没吸收的电磁波会直接进入舱体内部，这时需要内蒙皮兼具反射电磁波功能，将夹芯层没有吸收的电磁波反射出隐身目标外；当所述结构吸波材料层用在已有装备的金属表面时，内蒙皮不必需包括反射材料，因为电磁波在穿过内蒙皮达到装备金属表面时会被反射。
优选地，所述伪装网包括骨架网和固定在所述骨架网上的切花装饰布；所述切花装饰布包括基布和涂层，所述涂层包括复合在基布表面的雷达吸波涂层和复合在所述雷达吸波涂层表面的迷彩涂层；雷达吸波涂层在1~12GHz频率范围内具有较高的透波性（透波率大于40%），在12~40GHz频率范围内具有较好的吸收性（在12~40GHz频段对电磁波的反射率小于或等于-10dB）。迷彩涂层赋予伪装网合适的颜色和光学、热红外伪装性能。
优选地，所述雷达吸波涂层包括吸收剂和树脂基体，所述吸收剂质量含量为5~65%，含有炭黑、石墨、羰基铁粉、铁钴合金粉、短切导电纤维中至少一种；基布采用尼龙布或涤纶布。
本发明通过雷法吸波涂层使用克服了传统散射型伪装网的不足，散射型伪装网要求网面至少离装备表面两英尺，否则无效，本发明的伪装网可以紧贴结构吸波材料层外表面（装备表面），贴体挂装的伪装网可以在运动等情况下仍然保留在装备表面；克服了散射型伪装网宽频防雷达性能的不足，特别是1~8GHz低频段雷达吸波性能的不足。
因此，优选的，本发明的结构吸波材料层与伪装网之间的连接部包括挂钩、吊环、搭扣中的一种或多种。
为实现上述目的，本发明还提供一种隐身材料系统制备方法，包括以下步骤：
步骤1，在基布上依次涂覆雷达吸波涂层和迷彩涂层获得装饰布，将装饰布切花并固定在骨架网上，形成伪装网；用于吸收12~40GHz频段雷达波；
步骤2，使用玻璃纤维织物和/或芳纶纤维织物与不饱和聚酯、乙烯基酯树脂或环氧树脂复合，固化脱模，制成厚度为0.5~5mm的玻璃钢层，获得外蒙皮；
步骤3，将每层泡沫层表面印刷吸波薄膜层获得薄层单元，若干薄层单元之间通过环氧树脂树脂粘接到一起，进行压平和固化，获得夹芯层；
步骤4，采用铝板、碳纤维增强树脂基复合材料、玻璃纤维增强树脂基复合材料、芳纶纤维增强树脂基复合材料中至少一种制备获得内蒙皮；
步骤5，在外蒙皮、夹芯层与内蒙皮的接触面均涂覆环氧树脂，进行复合，叠放在平整的位置，进行压平和固化获得结构吸波材料层，用于吸收1~12GHz频段雷达波；
步骤6，将伪装网固定于外蒙皮表面设置的连接部上，组成隐身材料系统。
本发明相比于现有技术的先进性在于：
1）由于组成单一的的结构吸波材料层难以兼顾宽频段的雷达波吸收，本发明设计了由泡沫层复合吸波薄膜层构成的夹芯层作为结构吸波材料层宽频吸收关键，该复合结构以1~12GHz低频段吸收为主，以高频段吸收为辅；而伪装网的雷达吸波涂层设计以12~40GHz高频段吸收为主，以低频段为辅；通过由结构吸波材料层与伪装网的组合匹配实现了1~40GHz的宽频范围内雷达全波段的强吸收。
2）提高了结构吸波材料的强度和承载能力，降低了成本：传统技术为了拓宽吸波频段，特别是为了满足Ka波段的吸波要求，以泡沫夹芯为核心吸波成分的结构吸波材料层的外蒙皮常需要采用低介电常数的石英纤维增强树脂基复合材料，且外蒙皮厚度不大于0.5mm；且石英纤维价格昂贵，蒙皮太薄也导致不能满足承载要求。本发明采用伪装网来弥补高频段的吸波性能，从而使得结构吸波材料层可以采用廉价的玻璃纤维增强树脂基复合材料代替价格昂贵的石英纤维，且蒙皮厚度满足在0.5~5mm之间进行设计，提高了承载能力，降低了成本。
3）通过伪装网与结构吸波材料层、以及两者内部的结构、选材设计，结合；雷达波吸收、反射、透射过程和原理，进行组合匹配设计，在不提升制备成本和总体重量的前提下，实现宽雷达频段的隐身需求。
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，下面将对实施例或现有技术描述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示出的结构获得其他的附图。
图1为发明实施例的多谱段隐身材料系统的结构示意图。
其中：4-伪装网，1-外蒙皮，2-夹芯层，3-内蒙皮。
图2是发明实施例中外蒙皮为1mm厚玻璃纤维增强树脂基复合材料的结构吸波材料层在1～18GHz和26.5～40GHz的反射率测试曲线图。
图3是发明实施例中外蒙皮为1mm厚玻璃纤维增强树脂基复合材料的结构吸波材料层外连接伪装网形成的隐身材料系统在1～18GHz和26.5～40GHz的反射率测试曲线图。
图4是发明实施例中外蒙皮为0.6mm厚玻璃纤维增强树脂基复合材料的结构吸波材料层在1～18GHz和26.5～40GHz的反射率测试曲线图。
图5是发明实施例中外蒙皮为0.6mm厚玻璃纤维增强树脂基复合材料的结构吸波材料层外连接伪装网形成隐身材料系统在1～18GHz和26.5～40GHz的反射率测试曲线图。
图6是发明实施例中外蒙皮为1.0mm厚玻璃纤维增强树脂基复合材料的结构吸波材料层在1～18GHz和26.5～40GHz的反射率测试曲线图。
图7是发明实施中外蒙皮为1.0mm厚玻璃纤维增强树脂基复合材料的吸波材料层外连接伪装网形成的隐身材料系统在1～18GHz和26.5～40GHz的反射率测试曲线图。
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的一部分实施例，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在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明，本发明实施例中所有方向性指示（诸如上、下、左、右、前、后……）仅用于解释在某一特定姿态（如附图所示）下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是物理连接或无线通信连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
对比实施例一
一种结构吸波材料层，具备结构组成及制备方法如下：
将两层600g/㎡玻璃纤维多轴向布与乙烯基酯树脂复合，获得1mm厚玻璃纤维增强树脂基复合材料的外蒙皮1；取七层4mm厚PVC硬质泡沫，每层泡沫的上表面（叠加时朝向外蒙皮1的表面）用80目丝网印刷厚约0.1mm的吸波薄膜，吸波薄膜中含有60%质量份的铁钴合金粉和2%质量份的导电炭黑；取两层3K碳纤维平纹布，与环氧树脂复合获得0.5mm厚的内蒙皮3。
将外蒙皮1、七层印刷了吸波薄膜的PVC硬质泡沫、内蒙皮3用环氧树脂粘接，压平固化得到结构吸波材料层。其中七层印刷了吸波薄膜的PVC硬质泡沫用环氧树脂粘接后形成夹芯层2。
所得结构吸波材料层的雷达波反射率曲线如图2所示，L波段（1~2GHz）、Ku波段（12~18GHz）、Ka波段（26.5~40GHz）不能满足反射率小于-10dB的要求，特别是Ka波段吸波性能较差。
实施例一
一种多谱段隐身材料系统，包括对比实施例1的结构吸波材料层和伪装网4组成，形成的整体结构示意图如图1所示。
伪装网4制备及多谱段隐身材料系统获得：
在尼龙平纹基布上涂覆吸波涂层，吸波涂层中含20%质量份的石墨、35%质量份的铁钴合金粉；在吸波涂层表面再涂覆迷彩涂料，获得伪装装饰布。将装饰布切花，拉伸后绑扎在骨架网上，获得伪装网4。将伪装网4固定在对比实施例一的结构吸波材料层的外蒙皮1表面（外蒙皮1表面设置有高度不大于5厘米的挂钩），获得一种多谱段隐身材料系统。
测试多谱段隐身材料系统的雷达波反射率，所得曲线如图3所示，可以看出，所述多谱段隐身材料系统在1~18GHz（L、S、C、X、Ku波段）、26.5~40GHz（Ka波段）的反射率均小于-10dB，获得了全波段的吸收效果。
对比实施例二
一种结构吸波材料层，具备结构组成及制备方法如下：
将一层600g/㎡玻璃纤维多轴向布与乙烯基酯树脂复合，获得0.5mm厚玻璃纤维增强树脂基复合材料外蒙皮1；取七层3mm厚PVC硬质泡沫，每层泡沫的上表面（叠加时朝向外蒙皮面）用80目丝网印刷厚约0.1mm的吸波薄膜，吸波薄膜不连续，由周期排列的方块组成，这些周期排列的方块形成了一种频率选择表面，吸波薄膜中含有40%质量份的铁钴合金粉和5%质量份的导电炭黑；取1mm厚铝合金板作为内蒙皮3。
将外蒙皮1、七层印刷了吸波薄膜的PVC硬质泡沫、内蒙皮3用环氧树脂粘接，压平固化得到结构吸波材料层。
所得结构吸波材料层的雷达波反射率曲线如图4所示，L波段（1~2GHz）、C波段（2~6GHz）、Ka波段（26.5~40GHz）不能满足反射率小于-10dB的要求。
实施例二
一种多谱段隐身材料系统：将伪装网4固定于对比实施例二所得结构吸波材料层表面，形成的整体结构示意图如图1所示。
伪装网4制备及多谱段隐身材料系统获得：
在尼龙平纹基布上涂覆吸波涂层，吸波涂层中含10%质量份的铁钴合金粉、5%质量份的短切碳纤维（短切碳纤维长度3~5mm）；在吸波涂层表面再涂覆迷彩涂料，获得伪装装饰布。将装饰布切花，拉伸后绑扎在骨架网上，获得伪装网。将伪装网固定在对比实施例二的结构吸波材料层外蒙皮的表面，获得一种多谱段隐身材料系统。
测试上述多谱段隐身材料系统雷达波反射率如图5所示多谱段隐身材料系统在1~18GHz（L、S、C、X、Ku波段）、26.5~40GHz（Ka波段）的反射率均小于-10dB，获得了全波段的良好吸收效果。
对比实施例三
一种结构吸波材料层，具备结构组成及制备方法如下：
将2层600g/㎡玻璃纤维多轴向布与乙烯基酯树脂复合，获得1.0mm厚玻璃纤维增强树脂基复合材料外蒙皮1；取1层8.25mm厚PVC硬质泡沫和1层6.75mm厚聚氨酯硬质泡沫，每层泡沫的上表面（叠加时朝向外蒙皮面）用80目丝网印刷厚约0.1mm的吸波薄膜，吸波薄膜不连续，由周期排列的方块组成，这些周期排列的方块形成了一种频率选择表面，吸波薄膜中含有2%质量份的短切碳纤维、20%质量分的铁粉和5%质量份的导电炭黑；取1mm厚铝合金板作为内蒙皮3。
将外蒙皮1、两层印刷了吸波薄膜的聚氨酯硬质泡沫、内蒙皮3用环氧树脂粘接，压平固化得到结构吸波材料层。
所得结构吸波材料层的雷达波反射率如图6所示，L波段（1~2GHz）、Ku波段（12~18GHz）、Ka波段（26.5~40GHz）都不能满足反射率小于-10dB的要求。
实施例三
一种多谱段隐身材料系统：将伪装网4固定于对比实施例二所得结构吸波材料层表面，形成的整体结构示意图如图1所示。
伪装网4制备及多谱段隐身材料系统获得：
在尼龙平纹基布上涂覆吸波涂层，涂层中含10%质量份的铁钴合金粉、5%质量份的短切碳纤维（短切碳纤维长度3~5mm）；在吸波涂层表面再涂覆迷彩涂料，获得伪装装饰布。将装饰布切花，拉伸后绑扎在骨架网上，获得伪装网。将伪装网固定于对比实施例三的结构吸波材料层外蒙皮表面，获得一种多谱段隐身材料系统。
测试多谱段隐身材料系统的雷达波反射率，获得的曲线如图7所示：多谱段隐身材料系统在1~18GHz（L、S、C、X、Ku波段）、26.5~40GHz（Ka波段）的反射率均小于-10dB，获得了良好吸收效果。
上述实施例和对比实施例的方案可以看出：通过结构吸波材料层与伪装网的匹配设计，一方面允许采用较厚的玻璃纤维增强复合材料外蒙皮提高结构吸波材料层的力学性能，降低了成本；另一方面，通过结构吸波材料层与伪装网相互匹配的隐身材料系统实现了1~18GHz、26.5~40GHz宽波段范围优良的雷达隐身性能，解决了现有技术中结构吸波材料外蒙皮昂贵且力学性能较差、伪装网低频段雷达隐身性能差的问题。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种隐身材料系统，其特征在于，包括通过连接部连接的结构吸波材料层和伪装网：
所述结构吸波材料层包括依次连接的外蒙皮（1）、夹芯层（2）和内蒙皮（3），所述外蒙皮（1）、夹芯层（2）和内蒙皮（3）之间通过胶层粘结；
所述外蒙皮（1）由透波材料制成，外蒙皮（1）的厚度为0.5~5mm；
所述夹芯层（2）由泡沫层和吸波薄膜层交替叠加复合形成，一个泡沫层与一个吸波薄膜层复合形成一个复合单元，所述夹芯层（2）包括2-7个复合单元；所述夹芯层（2）内部相邻的复合单元之间通过胶层粘结；
所述结构吸波材料层对大于等于1GHz与小于等于2GHz之间频段电磁波的反射率≤-5dB；对大于2GHz与小于等于12GHz之间频段电磁波的反射率≤-10dB；
所述伪装网（4）通过连接部覆盖于所述结构吸波材料层的外蒙皮（1）表面；
所述伪装网（4）对12~40GHz频段电磁波的反射率小于或等于-10dB。
2.如权利要求1所述的隐身材料系统，其特征在于，所述外蒙皮（1）的材质包括玻璃纤维增强树脂基复合材料和/或芳纶纤维增强树脂基复合材料。
3.如权利要求1所述的隐身材料系统，其特征在于，所述泡沫层的材质为聚氨酯硬质泡沫、PVC硬质泡沫、PMI硬质泡沫中的至少一种，单层泡沫层的厚度为1~5mm；夹芯层（2）的厚度为10~30mm；
所述吸波薄膜层包括吸收剂和树脂基体，所述吸收剂包括炭黑、石墨、羰基铁粉、铁钴合金粉、短切导电纤维中的至少一种，所述吸收剂均匀分散于树脂基体中形成所述吸波薄膜层。
4.如权利要求1所述的隐身材料系统，其特征在于，所述吸波薄膜层为基于Jaumann吸波体设计的电阻膜、磁性膜、具有周期图案的频率选择表面吸波薄膜中的任意一种；
所述吸波薄膜层通过丝网印刷工艺印制在泡沫层的表面。
5.如权利要求1所述的隐身材料系统，其特征在于，
所述内蒙皮（3）由铝板、钢板、碳纤维增强树脂基复合材料、玻璃纤维增强树脂基复合材料、芳纶纤维增强树脂基复合材料中的至少一种制成；
当内蒙皮（3）采用玻璃纤维增强树脂基复合材料和/或芳纶纤维增强树脂基复合材料制成时，所述内蒙皮（1）还包括反射材料，所述反射材料为碳纤维织物或导电金属丝网；
所述反射材料选择下列两种方式中的一种设置：一是作为单独的反射层设置在内蒙皮（3）靠近夹芯层（2）的泡沫层一侧；二是混合编织在玻璃纤维增强树脂基复合材料和/或芳纶纤维增强树脂基复合材料中。
6.如权利要求1所述的隐身材料系统，其特征在于，所述伪装网包括骨架网和固定在所述骨架网上的切花装饰布；
所述切花装饰布包括基布和涂层，所述涂层包括复合在基布表面的雷达吸波涂层和复合在所述雷达吸波涂层表面的迷彩涂层；
所述雷达吸波涂层在1~12GHz频率范围内的透波率大于40%，在12~40GHz频率范围内反射率小于或等于-10dB。
7.如权利要求6所述的隐身材料系统，其特征在于，所述雷达吸波涂层包括吸收剂和树脂基体，所述吸收剂在雷达吸波涂层中的质量含量为5~65%，所述吸收剂包括炭黑、石墨、羰基铁粉、铁钴合金粉、短切导电纤维中至少一种；基布采用尼龙布或涤纶布。
8.如权利要求1所述的隐身材料系统，其特征在于，所述连接部包括挂钩、吊环、搭扣中的一种或多种。
9.一种如权利要求1-8中任一权利要求所述的隐身材料系统的制备方法，包括以下步骤：
S1、在一层泡沫层表面印刷一层吸波薄膜层，获得一个复合单元；2-7个复合单元之间粘接到一起，进行压平和固化，获得夹芯层（2）；
S2、在外蒙皮（1）、夹芯层（2）与内蒙皮（3）的接触面均涂覆树脂，进行复合，叠放在平整的位置，进行压平和固化获得结构吸波材料层；
S3、在结构吸波材料层的外蒙皮（1）表面均匀设置连接部，将伪装网固定于连接部上，得到所述隐身材料系统。
10.如权利要求9所述的隐身材料系统的制备方法，其特征在于，
所述步骤S2中外蒙皮（1）的制备方法为：使用玻璃纤维织物和/或芳纶纤维织物与不饱和聚酯、乙烯基酯树脂或环氧树脂中的一种或多种复合，固化脱模，制成厚度为0.5~5mm的层结构，获得外蒙皮（1）；
所述步骤S2中的内蒙皮（3）的制备方法为：采用铝合金板、碳纤维增强树脂基复合材料、玻璃纤维增强树脂基复合材料、芳纶纤维增强树脂基复合材料中至少一种制备获得内蒙皮（3）；当选用玻璃纤维增强树脂基复合材料和/或芳纶纤维增强树脂基复合材料制备内蒙皮（3）时，还包括采用铝合金与碳纤维形成的复合材料板作为反射层，或者采用增加了导电层的玻璃纤维增强复合材料板作为反射层的步骤；
所述步骤S3中的伪装网的制备方法为：在基布上依次涂覆雷达吸波涂层和迷彩涂层获得装饰布，将装饰布切花并固定在骨架网上，形成伪装网。
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