CN116454643B - 一种低频宽带的吸波材料 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种低频宽带的吸波材料，包括由下至上依次设置的金属底板、低频吸波结构层、高频吸波结构层；低频吸波结构层包括由下至上依次设置的第一磁性材料层和至少一层低频吸波超材料层，低频吸波超材料层包括由下至上依次设置的支撑层和电阻膜层；高频吸波结构层包括由下至上依次设置的第二磁性材料层和吸波蜂窝层。该低频宽带的吸波材料，通过将高频段具有良好吸波效果的吸波蜂窝结构与低频部分吸波效果良好的超材料结合，从而在拓展低频吸波范围下限的同时拓展整体带宽，同时结构当中采用了具有高介电常数和磁导率的磁性贴片，来缩减了整体结构的厚度。
Description
技术领域
本发明属于吸波材料技术领域，具体涉及一种低频宽带的吸波材料。
背景技术
吸波材料指的是能吸收或者大幅减弱其表面接收到的电磁波能量，从而减少电磁波的干扰的一类材料。吸波材料要具有良好的吸波性能，需要满足以下两个条件：1. 材料具有阻抗匹配特性，这样可使入射的电磁波能更多地进入材料内部而不在其前表面被反射；2. 材料具有对电磁波的损耗特性，如此可使进入材料内部的电磁波能够迅速地被吸收并衰减掉。
随着隐身技术的发展，目前各应用领域对吸波材料的要求是“薄、宽、轻、强”，薄即厚度更薄，宽即宽带吸波，轻即质量更轻。目前，高频吸波结构的研究已十分成熟，而在未来战场上逐渐需要能够覆盖超低频段的宽带吸波结构，但是，目前的低频宽带吸波结构的吸收范围多数集中在1GHz以上，且明显存在单元结构和厚度较大的缺点，很少能够做到在低频波段完整覆盖0.3~1GHz的P波段范围。例如公开号为CN 106856263 A的中国专利文献公开了一种基于磁性吸波材料和多层电阻膜的超材料吸波结构，其结合了磁性吸波材料和多层电阻膜两种吸波结构，调和了复合吸波结构在厚度和低频吸波特性之间的矛盾，但是该吸波结构的吸收范围为1GHz-18GHz，在低频波段无法覆盖至0.3GHz。
因此，需要提供一种厚度较小，单元尺寸较小，且低频吸波范围能够覆盖到0.3GHz以上且具有较好吸收效果的低频宽带吸波结构。
发明内容
本发明为解决目前吸波结构低频吸波带宽窄且不能覆盖1GHz范围以下，且厚度大的问题，而提供了一种低频宽带的吸波材料，通过将高频段具有良好吸波效果的吸波蜂窝结构与低频部分吸波效果良好的超材料结合，从而在拓展低频吸波范围下限的同时拓展整体带宽，同时结构当中采用了具有高介电常数和磁导率的磁性贴片，来缩减了整体结构的厚度。
为了解决上述问题，本发明提供一种低频宽带的吸波材料：
包括由下至上依次设置的金属底板、低频吸波结构层、高频吸波结构层；所述低频吸波结构层包括由下至上依次设置的第一磁性材料层和至少一层低频吸波超材料层，所述低频吸波超材料层包括由下至上依次设置的支撑层和电阻膜层；所述高频吸波结构层包括由下至上依次设置的第二磁性材料层和吸波蜂窝层。
优选地，所述低频吸波结构层包括由下至上依次设置的第一磁性材料层、第一低频吸波超材料层、第二低频吸波超材料层；
所述第一低频吸波超材料层包括由下至上依次设置的第一支撑层和第一电阻膜层；所述第一电阻膜层包括第一介质基底层和周期排列于所述第一介质基底层上的多个第一阻性浆料单元层；
所述第二低频吸波超材料层包括由下至上依次设置的第二支撑层和第二电阻膜层；所述第二电阻膜层包括第二介质基底层和周期排列于所述第二介质基底层上的多个第二阻性浆料单元层。
优选地，所述第一阻性浆料单元层、所述第二阻性浆料单元层的排列周期长度为a，宽度为a；
所述第二阻性浆料单元层的形状为在边长为b的正方形的基础上，从正方形的四个边界沿对称轴依次向中心减去边长为b1×c1的矩形、边长为b2×c2的矩形；
所述第一阻性浆料单元层的形状为在边长为a的正方形的四个边界上，每个边界上由边界依次至正方形的对称中心设置边长为l1×s1的矩形、边长为l2×s2的矩形、边长为l3×s3的矩形。
优选地，所述第一阻性浆料单元层的方阻为48~54Ω/sq；所述第二阻性浆料单元层的方阻为30~38Ω/sq；
所述第一介质基底层、所述第二介质基底层为PET，所述第一介质基底层、所述第二介质基底层的厚度为0.1~0.2mm；所述第一介质基底层、所述第二介质基底层的相对介电常数为2.6~4.5，电损耗角正切为0.05~0.08。
优选地，所述低频吸波结构与所述高频吸波结构之间还设有隔离层；
所述隔离层为PET；所述隔离层的厚度为0.4~0.6mm；所述隔离层的相对介电常数为2.8~3.3，电损耗角正切为0.05~0.08。
优选地，所述金属底板的下表面还设有第一蒙皮层；所述高频吸波结构的上表面还设有第二蒙皮层；
所述第一蒙皮层为纤维增强树脂基复合材料；所述第二蒙皮层为纤维增强树脂基复合材料；
所述第一蒙皮层、所述第二蒙皮层的厚度为0.1~0.5mm；所述第一蒙皮层、所述第二蒙皮层的相对介电常数为3.0~3.8，电损耗角正切为0.001~0.01。
优选地，所述电阻膜的下表面还设有第三蒙皮层；所述电阻膜的上表面还设有第四蒙皮层；
所述第三蒙皮层为纤维增强树脂基复合材料；所述第四蒙皮层为纤维增强树脂基复合材料；
所述第三蒙皮层、所述第四蒙皮层的厚度为0.1~0.5mm；所述第三蒙皮层、所述第四蒙皮层的相对介电常数为3.0~3.8，电损耗角正切为0.001~0.01。
优选地，所述吸波蜂窝层的厚度为12~18mm；所述吸波蜂窝层的相对介电常数为3.2~3.8，电损耗角正切为0.38~0.43；
所述第二磁性材料层的厚度为1~3mm；所述第二磁性材料层的相对介电常数为20~60，相对磁导率为0.1~15，电损耗角正切为0.2~0.8，磁损耗角正切为0.2~6.5。
优选地，所述第一支撑层的厚度为15~20mm；所述第二支撑层的厚度为10~15mm；所述第一支撑层、所述第二支撑层的相对介电常数为1.0~1.4，电损耗角正切为0.01~0.05。
优选地，所述第一磁性材料层的厚度为1~5mm；所述第一磁性材料层的相对介电常数为20~60，相对磁导率为0.1~15，电损耗角正切为0.2~0.8，磁损耗角正切为0.2~6.5。
本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：
本发明的低频宽带的吸波材料，其中高频吸波结构用于将1GHz附近及其以上的电磁波的吸收，并在吸波蜂窝与磁性材料内快速损耗掉，低频吸波结构用于0.3~1GHz的P波段电磁波吸收，并主要在阻抗表面和磁性材料内快速损耗。相比于传统的吸波结构，该结构利用了吸波蜂窝和低频吸波超材料各自的优势，吸波蜂窝能够有效吸收高频段电磁波但低频部分效果较差，低频吸波超材料能够有效吸收1GHz以下电磁波，但吸波带宽过窄，两者结合互补拓展了整体带宽。同时磁性材料具有较大磁导率和介电常数，能够以较低的厚度便可以实现电磁波的损耗吸收，有助于降低材料的整体厚度，且随着频率降低其介电常数和磁导率升高，吸收效果更加明显。
本发明的低频宽带的吸波材料，吸波结构整体在0.3~1GHz内的S11均小于-8dB，1~18GHz内的S21均小于-10dB,其中较为关键的频选电阻膜S11在仿真测试和实际结构测试当中结果接近，均小于-10dB。
附图说明
图1是本发明实施例1所述的低频宽带的吸波材料的二维结构单元剖面示意图；
图2是本发明实施例1所述的低频宽带的吸波材料的三维结构单元示意图；
图3是本发明实施例1所述的低频宽带的吸波材料的第二电阻膜层平面结构单元示意图；
图4是本发明实施例1所述的低频宽带的吸波材料的第一电阻膜层平面结构单元示意图；
图5是本发明实施例1所述的低频宽带的吸波材料整体的反射系数仿真结果；
图6是本发明实施例1所述的低频宽带的吸波材料的第一电阻膜层、第二电阻膜层平面结构单元反射系数仿真结果；
图7是本发明实施例1所述的低频宽带的吸波材料的第一电阻膜层、第二电阻膜层平面结构单元透射系数仿真结果；
图8是本发明实施例1所述的低频宽带的吸波材料的第一电阻膜层、第二电阻膜层平面结构单元反射系数测试结果；
图9是本发明实施例1所述的低频宽带的吸波材料的第一电阻膜层、第二电阻膜层平面结构单元透射系数测试结果。
其中：1-金属底板；2-低频吸波结构层；21-第一磁性材料层；22-第一低频吸波超材料层；221-第一支撑层；222-第一电阻膜层；2221-第一介质基底层；2222-第一阻性浆料单元层；223-蒙皮层；224-蒙皮层；23-第二低频吸波超材料层；231-第二支撑层；232-第二电阻膜层；2321-第二介质基底层；2322-第二阻性浆料单元层；3-高频吸波结构层；31-第二磁性材料层；32-吸波蜂窝层；4-隔离层；5-第一蒙皮层；6-第二蒙皮层。
具体实施方式
下面将结合本发明的实施例，对本发明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在没有做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。
目前吸波结构低频吸波带宽窄，不能覆盖1GHz范围以下，且厚度大。
为此，本发明实施例提供了一种低频宽带的吸波材料：包括由下至上依次设置的金属底板、低频吸波结构层、高频吸波结构层；所述低频吸波结构层包括由下至上依次设置的第一磁性材料层和至少一层低频吸波超材料层，所述低频吸波超材料层包括由下至上依次设置的支撑层和电阻膜层；所述高频吸波结构层包括由下至上依次设置的第二磁性材料层和吸波蜂窝层。
吸波蜂窝能够有效吸收高频段电磁波但低频部分效果较差，低频吸波超材料能够有效吸收1GHz以下电磁波，但吸波带宽过窄。本发明实施例的低频宽带的吸波材料，包括低频吸波结构层和高频吸波结构层，利用了吸波蜂窝和低频吸波超材料各自的优势，两者结合互补拓展了整体带宽，其中，高频吸波结构层用于将1GHz附近及其以上的电磁波的吸收，并在吸波蜂窝与磁性材料内快速损耗掉，低频吸波结构用于0.3~1GHz的P波段电磁波吸收，并主要在吸波超材料层表面和磁性材料内快速损耗。同时，低频吸波结构层和高频吸波结构层中的磁性材料层具有较大磁导率和介电常数，能够以较低的厚度便可以实现电磁波的损耗吸收，有助于降低材料的整体厚度，且随着频率降低其介电常数和磁导率升高，吸收效果更加明显。
其中，吸波蜂窝层指对电磁波具有一定吸收能力（一般在1GHz以上的高频波段）的蜂窝结构层，不对材料做具体的限定，一般采用特殊的吸波胶液或参杂吸收剂等工艺制备的吸波纸蜂窝和吸波泡沫均可作为吸波材料的芯层，即此处的吸波蜂窝层。
支撑层指用于替代结构当中的空气层，起到强支撑作用的结构层，它不对材料做具体的限定。支撑层可以为普通纸蜂窝、泡沫等对电磁波具有良好的透射性能的材料。
第一磁性材料层、第二磁性材料层中的磁性材料指具有一定磁损耗的磁性材料。
在一些实施例中，所述低频吸波结构层包括由下至上依次设置的第一磁性材料层、第一低频吸波超材料层、第二低频吸波超材料层；
所述第一低频吸波超材料层包括由下至上依次设置的第一支撑层和第一电阻膜层；所述第一电阻膜层包括第一介质基底层和周期排列于所述第一介质基底层上的多个第一阻性浆料单元层；
所述第二低频吸波超材料层包括由下至上依次设置的第二支撑层和第二电阻膜层；所述第二电阻膜层包括第二介质基底层和周期排列于所述第二介质基底层上的多个第二阻性浆料单元层。
即第一、第二阻性浆料单元层是在第一、第二介质基底层上沿二维平面周期排列而成。第一电阻膜层主要负责高频波段的吸波效果改善，第二电阻膜层主要负责低频波段吸波效果的改善。
其中，第一阻性浆料单元层、第二阻性浆料单元层分别位于第一介质基底层、第二介质基底层周期单元平面的中心。
所述第一阻性浆料单元层、所述第二阻性浆料单元层的排列周期长度为a，宽度为a。其周期可以为长度60~100mm，宽度60~100mm。优选地，周期长度80mm，宽度80mm。
在一些实施方式中，第二阻性浆料单元层的图案采用了分形结构，为了改善低频吸收效果以及缩小单元周期，对单元图案进行小型化处理，通过增加分形边缘的曲折度来达到这一效果。优选地，所述第二阻性浆料单元层的形状为在边长为b的正方形的基础上，从正方形的四个边界沿对称轴依次向中心减去边长为b1×c1的矩形、边长为b2×c2的矩形。两个矩形的边长需满足b>b1>b2以及c1+c2<b的限定关系。
优选地，b为70~78mm，最优选地，b为75mm；b1为45~55mm，c1为5~10mm，b2为10~15mm，c2为10~15mm，最优选地，b1为51mm，c1为8mm，b2为11mm，c2为12mm从四个边界沿对称轴向中心减去边长为51mm×8mm，11mm×12mm的矩形。
为了进一步提高低频吸收率，第一阻性浆料单元层的图案采用了与第二阻性浆料单元层图案近似互补的类十字形结构，所述第一阻性浆料单元层的形状为在边长为a的正方形的四个边界上，每个边界上由边界依次至正方形的对称中心设置边长为l1×s1的矩形、边长为l2×s2的矩形、边长为l3×s3的矩形。
优选地，l1为30~60mm，s1为1~5mm，l2为20~40mm，s2为1~5mm，l3为1~5mm，s3为10~20mm。最优选地，l1为40mm，s1为2mm，l2为24mm，s2为4mm，l3为4mm，s3为12mm。
优选地，所述第一阻性浆料单元层的方阻为48~54Ω/sq；所述第二阻性浆料单元层的方阻为30~38Ω/sq；最优选地，第一阻性浆料单元层的方阻为50Ω/sq；第二阻性浆料单元层的方阻为35Ω/sq。
优选地，第一阻性浆料单元层的阻性浆料为碳黑、水以及乳液的混合物，第二阻性浆料单元层的阻性浆料为碳黑、水以及乳液的混合物。
第一介质基底层、第二介质基底层的具体材质的可选范围较广，只要可在其上设置阻性浆料层，并且对吸波材料整体的吸波性能影响不大即可。优选地，所述第一介质基底层、所述第二介质基底层为PET。
第一介质基底层、第二介质基底层的厚度的可选范围较广，考虑到吸波材料整体厚度及便于阻性浆料层的设置，第一介质基底层、第二介质基底层的厚度为0.1~0.2mm，最优选地，第一介质基底层、第二介质基底层的厚度为0.125mm。
第一介质基底层、第二介质基底层的相对介电常数、电损耗角正切的可选范围较广。优选地，所述第一介质基底层、所述第二介质基底层的相对介电常数为2.6~4.5，电损耗角正切为0.05~0.08；最优选地，所述第一介质基底层、所述第二介质基底层的相对介电常数为εr=4.1，电损耗角正切为tanσE=0.06。
其中，阻性浆料层可采用印刷的方式设于介质基底层上。
为了阻止电阻膜与磁性材料近距离接触产生的影响，在一些实施方式中，所述低频吸波结构与所述高频吸波结构之间还设有隔离层。隔离层的具体材质不进行特别限定，只要可阻止电阻膜与磁性材料接触产生的影响即可。优选地，所述隔离层为PET。
隔离层的厚度可选范围较广，综合考虑到对吸波材料整体厚度的减薄要求和隔离效果，所述隔离层的厚度为0.4~0.6mm，最优选地，隔离层的厚度为0.5mm。
隔离层所采用的具体材质的相对介电常数和电损耗角正切可选范围较广，考虑到吸波材料整体的阻抗匹配特性和对电磁波的损耗特性，隔离层的相对介电常数为2.8~3.3，电损耗角正切为0.05~0.08，最优选地，隔离层的相对介电常数εr=4.1，电损耗角正切tanσE=0.06。
为了保护吸波结构，在实际应用当中减小损害，金属底板的下表面还设有第一蒙皮层；高频吸波结构的上表面还设有第二蒙皮层。蒙皮层的具体材质不进行特别限定，只要可保护吸波结构即可，并且不影响吸波材料的吸波性能即可。优选地，第一蒙皮层、第二蒙皮层为纤维增强树脂基复合材料。
第一蒙皮层、第二蒙皮层的厚度可选范围较广，综合考虑到对吸波材料整体厚度的减薄要求和对吸波材料整体的保护效果，第一蒙皮层、第二蒙皮层的厚度为0.1~0.5mm；最优选地，第一蒙皮层、第二蒙皮层的厚度为0.4mm。
第一蒙皮层、第二蒙皮层具体材质的相对介电常数和电损耗角正切可选范围较广，考虑到吸波材料整体的阻抗匹配特性和对电磁波的损耗特性，第一蒙皮层、第二蒙皮层的相对介电常数为3.0~3.8，电损耗角正切为0.001~0.01；最优选地，第一蒙皮层、第二蒙皮层的相对介电常数为εr=3.1，电损耗角正切为tanσE=0.007。
为了保护深加工后的电阻膜图案不受磨损，在一些实施例中，所述电阻膜的下表面还设有第三蒙皮层；所述电阻膜的上表面还设有第四蒙皮层。蒙皮层的具体材质不进行特别限定，只要可保护电阻膜图案，并且不影响吸波材料的吸波性能即可。优选地，第三蒙皮层、第四蒙皮层为纤维增强树脂基复合材料。
第三蒙皮层、第四蒙皮层的厚度可选范围较广，综合考虑到对吸波材料整体厚度的减薄要求和对电阻膜的保护效果，第三蒙皮层、第四蒙皮层的厚度为0.1~0.5mm，最优选为0.2mm。
第三蒙皮层、第四蒙皮层具体材质的相对介电常数和电损耗角正切可选范围较广，考虑到吸波材料整体的阻抗匹配特性和对电磁波的损耗特性，第三蒙皮层、第四蒙皮层的相对介电常数为3.0~3.8，电损耗角正切为0.001~0.01，最优选地，第三蒙皮层、第四蒙皮层的相对介电常数为εr=3.1，电损耗角正切为tanσE=0.007。
吸波蜂窝层的厚度的可选范围较广，为了达到整体最佳吸收效果，同时控制整体厚度，优选地，吸波蜂窝层的厚度为12~18mm；吸波蜂窝层的相对介电常数为3.2~3.8，电损耗角正切为0.38~0.43；最优选地，吸波蜂窝层的厚度为13mm；吸波蜂窝层的相对介电常数为εr=3.3，电损耗角正切为tanσE=0.42。吸波蜂窝层的材质可以为吸波纸蜂窝、吸波泡沫中的至少一种，优选为吸波纸蜂窝。
第二磁性材料层的厚度的可选范围较广，为了达到整体最佳吸收效果，同时控制整体厚度，第二磁性材料层的厚度为1~3mm，最优选地，第二磁性材料层的厚度为1mm；所述第二磁性材料层0-18GHz的相对介电常数为20~60、相对磁导率为0.1~15、电损耗角正切为0.2~0.8、磁损耗角正切为0.2~6.5，其相对介电常数随频率增大在20~60范围内逐渐减小、相对磁导率随频率增大在0.1~15范围内逐渐减小、电损耗角正切随频率增大在0.2~0.8范围内先增大后减小，磁损耗角正切随频率增大在0.2~6.5范围内先增大后减小。第二磁性材料层的材质可以为GXR-T101-C、GXF-20G50、L101-C三种磁性材料中的至少一种，优选为GXR-T101-C型磁性材料。
为了能够满足阻抗匹配关系，达到最佳低频吸收效果，优选地，第一支撑层的厚度为15~20mm；第二支撑层的厚度为10~15mm；最优选地，第一支撑层的厚度为16.675mm；第二支撑层的厚度为14.475mm。
为了能够有效支撑低频吸波结构，同时尽可能使材料本身的电磁参数接近空气，减小材料本身的影响，第一支撑层、第二支撑层的优选的相对介电常数为1.0~1.4，电损耗角正切为0.01~0.05，最优选地，第一支撑层、第二支撑层的相对介电常数为εr=1.1，电损耗角正切为tanσE=0.01。第一支撑层、第二支撑层的材质可以为纸蜂窝、泡沫，优选为纸蜂窝。
为了提高低频吸收率，同时尽可能削减整体结构厚度，优选地，第一磁性材料层的厚度为1~5mm；第一磁性材料层0-18GHz的相对介电常数为20~60、相对磁导率为0.1~15、电损耗角正切为0.2~0.8、磁损耗角正切为0.2~6.5，其中相对介电常数随频率增大在20~60范围内逐渐减小、相对磁导率随频率增大在0.1~15范围内逐渐减小、电损耗角正切随频率增大在0.2~0.8范围内先增大后减小，磁损耗角正切随频率增大在0.2~6.5范围内先增大后减小。
最优选地，第一磁性材料层的厚度为3mm。第一磁性材料层的材质可以为GXR-T101-C、GXF-20G50、L101-C三种磁性材料中的至少一种，优选为GXR-T101-C型磁性材料。
实施例1
如图1-4所示，本实施例的一种低频宽带的吸波材料，包括由下至上依次设置的：第一蒙皮层5、金属底板1、低频吸波结构层2、隔离层4、高频吸波结构层3、第二蒙皮层6。
第一蒙皮层5、第二蒙皮层6为纤维增强复合材料，第一蒙皮层、第二蒙皮层的厚度为0.4mm，相对介电常数为εr=3.1，电损耗角正切为tanσE=0.007。
隔离层4为PET，厚度为0.5mm，相对介电常数εr=4.1，电损耗角正切tanσE=0.06。
低频吸波结构层2包括由下至上依次设置的第一磁性材料层21、第一低频吸波超材料层22、第二低频吸波超材料层23。
第一磁性材料层的材质为GXR-T101-C型磁性材料，厚度为3mm；相对介电常数为20~60、相对磁导率为0.1~15、电损耗角正切为0.2~0.8和磁损耗角正切为0.2~6.5。其中相对介电常数随频率增大在20~60范围内逐渐减小、相对磁导率随频率增大在0.1~15范围内逐渐减小、电损耗角正切随频率增大在0.2~0.8范围内先增大后减小，磁损耗角正切随频率增大在0.2~6.5范围内先增大后减小。
如图4所示，第一低频吸波超材料层22包括由下至上依次设置的第一支撑层221和第一电阻膜层222；第一电阻膜层222包括第一介质基底层2221和周期排列于第一介质基底层2221上的多个第一阻性浆料单元层2222。第一支撑层的材质为纸蜂窝浸渍环氧树脂胶液，相对介电常数为εr=1.1，电损耗角正切为tanσE=0.01，厚度为16.675mm。第一介质基底层为PET，厚度为0.125mm，相对介电常数为εr=4.1，电损耗角正切为tanσE=0.06。第一阻性浆料单元层的排列周期长度80mm，宽度80mm。第一阻性浆料单元层2222位于第一介质基底层2221周期单元平面的中心，第一阻性浆料单元层的图案采用了与第二阻性浆料单元层图案近似互补的类十字形结构，其形状为在边长为75mm的正方形的四个边界上，每个边界上由边界依次至正方形的对称中心设置边长为40mm×2mm的矩形、边长为24mm×4mm的矩形、边长为4mm×12mm的矩形。第一阻性浆料单元层的方阻为50Ω/sq，第一阻性浆料单元层的阻性浆料为碳黑、水以及乳液的混合物。
第一电阻膜层222的下表面还设有蒙皮层223；第一电阻膜层222的上表面还设有蒙皮层224。蒙皮层223、蒙皮层224为纤维增强树脂基复合材料，厚度为0.2mm，相对介电常数为εr=3.1，电损耗角正切为tanσE=0.007。
如图3所示，第二低频吸波超材料层23包括由下至上依次设置的第二支撑层231和第二电阻膜层232；第二电阻膜层232包括第二介质基底层2321和周期排列于第二介质基底层2321上的多个第二阻性浆料单元层2322。第二支撑层的材质为纸蜂窝浸渍环氧树脂胶液，相对介电常数为εr=1.1，电损耗角正切为tanσE=0.01，厚度为14.475mm。第二介质基底层为PET，厚度为0.125mm，相对介电常数为εr=4.1，电损耗角正切为tanσE=0.06。第二阻性浆料单元层的排列周期长周期长度80mm，宽度80mm。第二阻性浆料单元层2222位于第二介质基底层2221周期单元平面的中心，其形状为在边长为80mm的正方形的基础上，从正方形的四个边界沿对称轴依次向中心减去边长为51mm×8mm的矩形、边长为11mm×12mm的矩形。第二阻性浆料单元层的方阻为35Ω/sq，第二阻性浆料单元层的阻性浆料为碳黑、水以及乳液的混合物。
第二电阻膜层232的下表面还设有蒙皮层233；第一电阻膜层232的上表面还设有蒙皮层234。蒙皮层233、蒙皮层234为纤维增强树脂基复合材料，厚度为0.2mm，相对介电常数为εr=3.1，电损耗角正切为tanσE=0.007。
高频吸波结构层3包括由下至上依次设置的第二磁性材料层31和吸波蜂窝层32。
吸波蜂窝层31的材质为吸波浆料浸渍纸蜂窝，厚度为13mm，相对介电常数为εr=3.3，电损耗角正切为tanσE=0.42。
第二磁性材料层32的材质为GXR-T101-C型磁性材料，厚度为1mm，相对介电常数为20~60、相对磁导率为0.1~15、电损耗角正切为0.2~0.8和磁损耗角正切为0.2~6.5。其中相对介电常数随频率增大在20~60范围内逐渐减小、相对磁导率随频率增大在0.1~15范围内逐渐减小、电损耗角正切随频率增大在0.2~0.8范围内先增大后减小，磁损耗角正切随频率增大在0.2~6.5范围内先增大后减小。该低频宽带的吸波材料的总体厚度为50mm。
本实施例的低频宽带的吸波材料，根据仿真测试结果图5所示，吸波材料整体在0.3~1GHz内S11均小于-8dB，1~18GHz内的S21均小于-10dB。如图6-9所示，其中较为关键的频选电阻膜S11、S21在仿真测试和实际结构测试当中结果接近，其中S11结果均小于-10dB。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (8)
1.一种低频宽带的吸波材料，其特征在于：
包括由下至上依次设置的金属底板、低频吸波结构层、高频吸波结构层；所述低频吸波结构层包括由下至上依次设置的第一磁性材料层、第一低频吸波超材料层、第二低频吸波超材料层；所述第一低频吸波超材料层包括由下至上依次设置的第一支撑层和第一电阻膜层；所述第一电阻膜层包括第一介质基底层和周期排列于所述第一介质基底层上的多个第一阻性浆料单元层；所述第二低频吸波超材料层包括由下至上依次设置的第二支撑层和第二电阻膜层；所述第二电阻膜层包括第二介质基底层和周期排列于所述第二介质基底层上的多个第二阻性浆料单元层；所述第一阻性浆料单元层、所述第二阻性浆料单元层的排列周期长度为a，宽度为a；所述第二阻性浆料单元层的形状为在边长为b的正方形的基础上，从正方形的四个边界沿对称轴依次向中心减去边长为b1×c1的矩形、边长为b2×c2的矩形；所述第一阻性浆料单元层的形状为在边长为a的正方形的四个边界上，每个边界上由边界依次至正方形的对称中心设置边长为l1×s1的矩形、边长为l2×s2的矩形、边长为l3×s3的矩形；所述高频吸波结构层包括由下至上依次设置的第二磁性材料层和吸波蜂窝层。
2.根据权利要求1所述的低频宽带的吸波材料，其特征在于：
所述第一阻性浆料单元层的方阻为48~54Ω/sq；所述第二阻性浆料单元层的方阻为30~38Ω/sq；
所述第一介质基底层、所述第二介质基底层为PET，所述第一介质基底层、所述第二介质基底层的厚度为0.1~0.2mm；所述第一介质基底层、所述第二介质基底层的相对介电常数为2.6~4.5，电损耗角正切为0.05~0.08。
3.根据权利要求1所述的低频宽带的吸波材料，其特征在于：
所述低频吸波结构与所述高频吸波结构之间还设有隔离层；
所述隔离层为PET；所述隔离层的厚度为0.4~0.6mm；所述隔离层的相对介电常数为2.8~3.3，电损耗角正切为0.05~0.08。
4.根据权利要求1所述的低频宽带的吸波材料，其特征在于：
所述金属底板的下表面还设有第一蒙皮层；所述高频吸波结构的上表面还设有第二蒙皮层；
所述第一蒙皮层为纤维增强树脂基复合材料；所述第二蒙皮层为纤维增强树脂基复合材料；
所述第一蒙皮层、所述第二蒙皮层的厚度为0.1~0.5mm；所述第一蒙皮层、所述第二蒙皮层的相对介电常数为3.0~3.8，电损耗角正切为0.001~0.01。
5.根据权利要求1所述的低频宽带的吸波材料，其特征在于：
所述电阻膜的下表面还设有第三蒙皮层；所述电阻膜的上表面还设有第四蒙皮层；
所述第三蒙皮层为纤维增强树脂基复合材料；所述第四蒙皮层为纤维增强树脂基复合材料；
所述第三蒙皮层、所述第四蒙皮层的厚度为0.1~0.5mm；所述第三蒙皮层、所述第四蒙皮层的相对介电常数为3.0~3.8，电损耗角正切为0.001~0.01。
6.根据权利要求1所述的低频宽带的吸波材料，其特征在于：
所述吸波蜂窝层的厚度为12~18mm；所述吸波蜂窝层的相对介电常数为3.2~3.8，电损耗角正切为0.38~0.43；
所述第二磁性材料层的厚度为1~3mm；所述第二磁性材料层的相对介电常数为20~60，相对磁导率为0.1~15，电损耗角正切为0.2~0.8，磁损耗角正切为0.2~6.5。
7.根据权利要求1所述的低频宽带的吸波材料，其特征在于：
所述第一支撑层的厚度为15~20mm；所述第二支撑层的厚度为10~15mm；所述第一支撑层、所述第二支撑层的相对介电常数为1.0~1.4，电损耗角正切为0.01~0.05。
8.根据权利要求1所述的低频宽带的吸波材料，其特征在于：
所述第一磁性材料层的厚度为1~5mm；所述第一磁性材料层的相对介电常数为20~60，相对磁导率为0.1~15，电损耗角正切为0.2~0.8，磁损耗角正切为0.2~6.5。
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