CN111987479A - 一种雷达织物吸波结构及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种雷达织物吸波结构，属于吸波材料技术领域，从上至下依次包括迷彩单元、吸波结构单元和反射单元；其中，所述迷彩单元为织物上印刷迷彩涂层，所述吸波结构单元为在织物上印刷吸波涂层后裁剪成十字星形结构，所述反射单元为在织物上印刷金属涂层；本发明还公开了上述吸波结构的制备方法；本发明的雷达织物吸波结构具有红外伪装、雷达吸波承载、抗撕裂、耐环境优良等优点。

Description

一种雷达织物吸波结构及其制备方法
技术领域
本发明涉及吸波材料技术领域，尤其涉及一种雷达织物吸波结构及其制备方法。
背景技术
当代电子信息技术的发展，由电磁波辐射引起的电磁污染、电磁干扰、泄密等问题引起了人们的广泛重视，尤其是在军用服装方面，对电磁波的屏蔽和吸收已成为选材的一个重要考量因素。
雷达吸波织物兼具有抗撕裂强度高、质量轻和对电磁波良好的吸收性的特点，已成为广大研究者的热点。对于雷达织物吸波结构的吸波机制可以描述为：由透波表层进入织物结构内部的电磁波，通过吸波结构进行多次散射与吸收，最大限度地衰减电磁能量并由此获得宽频吸收效果。
现有的雷达吸波结构主要立体结构和平面结构，立体结构以立体切花结构或外挂布条等方式进行红外、雷达多频谱伪装。在设计上模仿树叶，在基本服的外面附加了一种切花伪装网，现有的立体结构的雷达吸波结构虽然雷达吸波效果好，但重量大，防钩挂性能较差。平面结构吸波性能较差，在8-18GHz，雷达反射率在-0.6dB以下；在12-18GHz，雷达反射率在-2.0dB以下。
发明内容
本发明的目的之一，就在于提供一种雷达织物吸波结构，以解决上述问题。
本发明创新地采用了多层平面结构来实现防红外和雷达侦查技术，制备出具有红外伪装、雷达吸波、抗撕裂、防水、阻燃等性能的多层平面结构试件，以解决上述问题
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是这样的：一种雷达织物吸波结构，从上至下依次包括迷彩单元、吸波结构单元和反射单元；其中，所述迷彩单元为织物上印刷迷彩涂层，所述吸波结构单元为在织物上印刷吸波涂层（本发明的吸波涂层的组成成分主要是炭黑等介电型吸收材料）后裁剪成十字星形结构，所述反射单元为在织物上印刷金属涂层。
本发明的吸波结构单元设置有吸波涂层，所述电阻涂层的组成成分主要是炭黑等介电型吸收材料，本发明的吸波涂层即电阻涂层，材料都是炭黑等介电型吸收材料，通过十字星形结构，对电磁波进行多次反射和吸收，可以有效地耗散电磁波的能量，从而达到吸波效果。没有电阻涂层的结构，雷达反射率基本为0，无吸波效果。
作为优选的技术方案：所述迷彩单元的织物和迷彩层之间还设置有电阻涂层。
本发明利用在织物基材上印刷电阻涂层，并通过对电阻涂层进行电磁波匹配设计，具体而言，电阻涂层所形成的不同电阻对电磁波的吸收效果不同，本发明主要针对电阻涂层的厚度和电阻值与电磁波进行匹配设计，从而提高雷达织物吸波结构的力学性能的同时，使得其吸波频带进一步拓宽以及吸波性能得到大幅度提高。
中国发明申请CN201010541664中，虽然其在S、C、X、Ku波段的雷达波衰减均大于5bB，但其明确指出，必须保证涂层的厚度在2mm 以上，才有良好的吸波效果，涂层厚度大于2mm 的情况下，涂层随织物发生形变后都出现不同程度的龟裂和脱落现象，且面密度较大，造成整体质量较大。本发明只针对X和Ku波段进行了研究，设置合适电阻的电阻涂层和十字星形结构所形成的吸波结构是本发明的关键点。本发明的吸波结构中，电阻涂层的厚度为0.05-0.10mm，雷达织物吸波结构在8～18GH范围内≤-4.4dB（HH极化）；在8～18GH范围内≤-4.9dB（VV极化）。在8～18GH范围内雷达反射率平均值为-9.4dB（HH极化）；在8～18GH范围内雷达反射率平均值为-8.7dB（VV极化）；可达到吸波频带宽的效果，见图3和图4。而迷彩单元无电阻涂层的结构吸波效果见图5。
作为优选的技术方案：所述迷彩涂层的厚度为0.05-0.02mm。
作为优选的技术方案：所述吸波涂层的厚度为0.05-0.10mm。
作为优选的技术方案：所述反射单元的金属涂层为铝涂层，当然，也可以是其他金属，如：铜、银等，但铝涂层价格低廉，成本低。
本发明的目的之二，在于提供一种上述雷达织物吸波结构的制备方法，采用的技术方案为：包括以下步骤：
1）在织物上印刷吸波涂层，吸波涂层的厚度为0.05-0.10mm，固化成型，形成吸波织物；
2）将吸波织物裁剪成十字星形；
3）将十字星形排列成有序的吸波结构单元，用胶膜热压固定在反射单元上；
4）在吸波织物上印刷迷彩涂层，迷彩涂层的厚度为0.01-0.02mm，固化成型，形成迷彩单元；
5）将迷彩单元、吸波结构单元和反射单元用胶膜热压成型，形成三层雷达织物吸波结构。
最终制备成具有红外伪装、雷达吸波承载、抗撕裂、耐环境优良的轻质雷达吸波结构。
本申请的发明人通过大量试验证明，就雷达织物吸波结构而言，其吸波性能主要取决于吸波结构形状和尺寸、吸波涂层厚度等因素。本发明的十字星形的吸波单元，是根据雷达波X和Ku波段的波长来设计的，使X和Ku波段产生的谐振峰叠加，达到宽频吸波效果。
专利CN201010599688是十字形金属单元结构，CN201710465754是三角形等其他形状，主要是低介电常数的FR4、环氧树脂、聚四氟乙烯、聚乳酸、尼龙中的至少一种与碳粉或碳化硅粉的硬质复合材料，一种是金属单元结构，一种是硬质复合材料，两种材料均无法制备柔性雷达织物。
专利CN201010541664说明书第[0039]段公开了 “传统在实现雷达隐身功能时，一般是通过涂层的方式实现的，但在实际应用时，要利用此涂层的方法来得到良好的吸波效果，必须保证涂层的厚度在2mm 以上，涂层厚度大于2mm 的情况下，涂层随织物发生形变后都出现不同程度的龟裂和脱落现象，且面密度较大，造成整体质量较大”，而本发明的涂层厚度为0.05-0.10mm，本发明吸波涂层薄，结合十字星形结构共同达到吸波效果。
与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明的雷达织物吸波结构具有红外伪装、雷达吸波承载、抗撕裂、耐环境优良等优点。
附图说明
图1是本发明的雷达织物吸波结构示意图；
图2是图1中吸波结构单元的平面结构示意图；
图3 本发明实施例2的雷达吸波织物NDF-5反射率实测曲线（HH极化）
图4 本发明实施例2的雷达吸波织物NDF-5反射率实测曲线（VV极化）
图5 无电阻涂层的织物雷达反射率实测曲线。
图中：1、迷彩单元；2、吸波结构单元；3、反射单元。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步说明。
实施例1
一种雷达织物吸波结构，如图1和图2所示，包括迷彩单元1、吸波结构单元2、反射单元3，其中，所述迷彩单元1为织物上印刷迷彩涂层，吸波结构单元2为在织物上印刷吸波涂层后裁剪成十字星形结构，反射单元3为在织物上印刷铝涂层；
上述制备的雷达织物吸波结构在8～18GH范围内≤-2dB。
实施例2
一种雷达织物吸波结构，包括迷彩单元1、吸波结构单元2、反射单元3，其中，迷彩单元1为织物上印刷电阻涂层，固化成型后再印刷迷彩涂层，吸波结构单元2为在织物上印刷吸波涂层后裁剪成十字星形结构，反射单元3为在织物上印刷铝涂层。
上述制备的雷达织物吸波结构在8～18GH范围内≤-4.4dB（HH极化）；在8～18GH范围内≤-4.9dB（VV极化）。在8～18GH范围内雷达反射率平均值为-9.4dB（HH极化）；在8～18GH范围内雷达反射率平均值为-8.7dB（VV极化）；其电性能曲线如图3和4所示，在8-18GHz，雷达反射率曲线均在-4.4dB以下，呈现出优良的宽频吸波效果。因此，实施例2轻质雷达织物吸波结构的吸波性能更良好、吸收频带宽。
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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种雷达织物吸波结构，其特征在于：从上至下依次包括迷彩单元、吸波结构单元和反射单元；其中，所述迷彩单元为织物上印刷迷彩涂层，所述吸波结构单元为在织物上印刷吸波涂层后裁剪成十字星形结构，所述反射单元为在织物上印刷金属涂层。
2.根据权利要求1所述的一种雷达织物吸波结构，其特征在于：所述迷彩单元的织物和迷彩层之间还设置有电阻涂层。
3.根据权利要求1所述的一种雷达织物吸波结构，其特征在于：所述迷彩涂层的厚度为0.05-0.02mm。
4.根据权利要求1所述的一种雷达织物吸波结构，其特征在于：所述吸波涂层的厚度为0.05-0.10mm。
5.根据权利要求1所述的一种雷达织物吸波结构，其特征在于：所述反射单元的金属涂层为铝涂层。
6.权利要求1-5任意一项的雷达织物吸波结构的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
1）在织物上印刷吸波涂层，吸波涂层的厚度为0.05-0.10mm，固化成型，形成吸波织物；
2）将吸波织物裁剪成十字星形；
3）将十字星形排列成有序的吸波结构单元，用胶膜热压固定在反射单元上；
4）在吸波织物上印刷迷彩涂层，迷彩涂层的厚度为0.01-0.02mm，固化成型，形成迷彩单元；
5）将迷彩单元、吸波结构单元和反射单元用胶膜热压成型，形成三层雷达织物吸波结构。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述步骤（4）中，在吸波织物上印刷迷彩层之前，先印刷电阻涂层。
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