CN112363262B - 一种用于雷达天线的红外隐身薄膜及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于雷达天线的红外隐身薄膜及其制备方法，该薄膜为多层膜结构，所述多层膜结构包括基底，以及在所述的基底上由内向外依次交替叠加的高折射率材料层和低折射率材料层，具体排列为：SUB|(H1L1)m(H2L2)n|AIR；其中，SUB为基底，AIR表示空气，H1、H2表示两种厚度的高折射率材料，L1、L2表示两种厚度的低折射率材料，各层均具有特定的物理厚度，m、n表示层数。本发明在红外常用探测波段上实现了低发射，其他波段上实现了高发射，且采用材料和基底对雷达波均有高透特征，这样既能保证雷达天线能够正常工作，又能实现热源目标有效隐身和及时散。

Description

一种用于雷达天线的红外隐身薄膜及其制备方法
技术领域
本发明属于军事伪装技术领域，具体涉及一种用于雷达天线的红外隐身薄膜及其制备方法。
背景技术
现代战场上，我雷达目标面临着敌精确制导武器，尤其是红外侦察与制导武器的威胁。由于收发信号的需要，雷达天线往往部署位置突出且造型独特、体积较大，其工作时产生的热量会使得雷达天线在典型背景中成为显著的热源目标。这些热量来源于天线振子收发信号产生的热能，以及雷达涂层和雷达罩吸收信号波由电磁能转变的热能，显然这些能量难以消除。因此，必须对雷达天线位置采取有效隐身措施，增加敌红外侦察与制导武器的探测难度。
然而，当前传统的雷达天线红外隐身手段还存在诸多问题。天线表面多涂有涂料以实现可见光隐身，但传统涂料往往难于做到低发射率，这也是雷达天线在背景中成为红外亮目标的重要原因。而低发射率涂层往往通过掺杂铜铁等金属粉来降低表面发射率，显然，这种涂层对于雷达天线是不适用的，不仅影响雷达波的正常传输，还会导致更多更大热量的积累，隐身效果有限。
因此，雷达天线红外隐身方式不仅要做到表面低发射率，使目标与背景红外特征一致，还要对雷达波具有高透特性，保证雷达天线正常工作。另外，敌探测波段以外的红外波段最好具备高发射率，使雷达天线积累的热量能够及时有效散出。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供了一种用于雷达天线的红外隐身薄膜及其制备方法，以实现天线热源目标与背景红外特征相一致，而在其他红外波具有高发射率，用以辐射释放雷达天线工作积累的热量。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种用于雷达天线的红外隐身薄膜，该薄膜为多层膜结构，所述多层膜结构包括基底，以及在所述的基底上由内向外依次交替叠加的高折射率材料层和低折射率材料层，具体排列为：
SUB|(H1L1)m(H2L2)n|AIR，
其中，SUB为基底，AIR表示空气，H1、H2表示两种厚度的高折射率材料， L1、L2表示两种厚度的低折射率材料，各层均具有特定的物理厚度，m、n表示层数；H1的厚度为200～500nm，H2的厚度为400～600nm，L1的厚度为900～1200nm， L2的厚度为1200～1500nm，m为4～8，n为3～7。
上述方案中，所述高折射率材料为碲，低折射率材料为氟化钙，基底为无纺布。
上述方案中，采用真空蒸发镀膜方法在所述基底材料上依次交替镀制碲层和氟化钙层；采用真空蒸发镀膜方法制备时的背景真空度为1.0×10-5～1.0×10-3Pa，碲的沉积速率为0.8～1.0nm/s，氟化钙的沉积速率为0.5～1.2nm/s，基底温度为 200-250℃。
由以上技术方案可知，本发明提供了一种用于雷达天线的红外隐身薄膜及其制备方法，在红外常用探测波段上实现了低发射，其他波段上实现了高发射，且采用材料和基底对雷达波均有高透特征，这样既能保证雷达天线能够正常工作，又能实现热源目标有效隐身和及时散热。该红外隐身薄膜可应用于雷达天线及其他收发装备上，用以增强其红外隐身性能，可有效提高武器装备的战场生存概率。
附图说明
图1为本发明的红外隐身薄膜的结构示意图；
图2为本发明的红外隐身薄膜的样品照片；
图3为本发明的制备得到的红外隐身薄膜的法向反射光谱图；
图4为红外隐身薄膜样品的雷达波(2～18GHz)透射曲线。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明：
如图1-4所示，本实施例的用于雷达天线的红外隐身薄膜，该薄膜为多层膜结构，该多层膜结构包括基底，以及在所述的基底上由内向外依次交替叠加的高折射率材料层和低折射率材料层，具体排列为：
SUB|(H1L1)m(H2L2)n|AIR，
其中，SUB为基底，AIR表示空气，H1、H2表示两种厚度的高折射率材料， L1、L2表示两种厚度的低折射率材料，各层均具有特定的物理厚度，m、n表示层数；H1的厚度为200～500nm，H2的厚度为400～600nm，L1的厚度为900～1200nm， L2的厚度为1200～1500nm，m为4～8，n为3～7。
本实施例，高折射率材料碲(Te)的厚度H1和H2分别为280nm和520nmnm，低折射率材料氟化钙(CaF2)的厚度L1和L2分别为1080nm和1420nm，周期数m和n分别为8和5，基底材料选择无纺布。
图2为本发明的红外隐身薄膜的可见光照片。
采用真空镀膜工艺制备上述隐身薄膜，制备时背景真空度为1.0×10-4Pa，碲(Te)的沉积速率为0.9nm/s，氟化钙(CaF2)的沉积速率为1.1nm/s，基底温度为220℃。
图3为红外隐身薄膜样品的法向反射光谱图。从图中可以看出，隐身薄膜在中红外和远红外波段具有很高的发射率，在3～5μm波段平均反射率在95％以上，在8～14μm波段平均反射率在89％以上，而在其他波段平均反射率在50％以下。这样，既可以在探测波段实现隐身的同时，还能够及时将工作产生的热量及时散出。
图4为红外隐身薄膜样品的雷达波(2～18GHz)透射曲线。从图中可以看出，雷达波透过隐身薄膜样品后，透射曲线只产生微弱变化，雷达波透射率≥98％，隐身薄膜样品对雷达波吸收非常小。这样，隐身薄膜用在雷达天线上时，对雷达正常工作近乎没有影响。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (3)

1.一种用于雷达天线的红外隐身薄膜，其特征在于：该薄膜为多层膜结构，所述多层膜结构包括基底，以及在所述的基底上由内向外依次交替叠加的高折射率材料层和低折射率材料层，具体排列为：
SUB|(H1L1)m(H2L2)n|AIR，
其中，SUB为基底，AIR表示空气，H1、H2表示两种厚度的高折射率材料，L1、L2表示两种厚度的低折射率材料，各层均具有特定的物理厚度，m、n表示层数；
H1的厚度为200～500nm，H2的厚度为400～600nm，L1的厚度为900～1200nm，L2的厚度为1200～1500nm，m为4～8，n为3～7；
所述高折射率材料为碲，低折射率材料为氟化钙，基底为无纺布。
2.根据权利要求1所述的用于雷达天线的红外隐身薄膜的制备方法，其特征在于：采用真空蒸发镀膜方法在所述基底材料上依次交替镀制碲层和氟化钙层。
3.根据权利要求2所述的用于雷达天线的红外隐身薄膜的制备方法，其特征在于：采用真空蒸发镀膜方法制备时的背景真空度为1.0×10-5～1.0×10-3Pa，碲的沉积速率为0.8～1.0nm/s，氟化钙的沉积速率为0.5～1.2nm/s，基底温度为200-250℃。
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