CN1220815A - 吸收无线电波的板材 - Google Patents

Abstract

一种无线电波吸收板材包括平行放置彼此隔开预定距离的第一绝缘衬底和第二绝缘衬底以及放置在第一和第二绝缘衬底中间并与之平行的中间绝缘衬底。第一和第二绝缘衬底每一个都在其一侧的整个表面上敷有连续的导电薄膜。在中间绝缘衬底一侧敷有多个布置成带状或阵列式的导电薄膜。这样就可以获得具有优异无线电波吸收和透光性的薄的无线电波吸收板材。

Description

吸收无线电波的板材

本发明一般地涉及吸收入射在建筑物上的无线电波用的无线电波吸收板材，具体地说，涉及既吸收无线电波又透射可见光的无线电波吸收板材。

近年来，随着高层建筑数目的增加，电视频带，诸如甚高频(VHF)和超高频(UHF)的无线电波被建筑物反射的情况变得日益普遍。结果，直接从电视台到达电视接收机天线的无线电波(直接波)和被建筑物反射的无线电波(反射波)同时入射天线时出现在电视屏幕上的重影变成日益严重的社会问题。为此，以减少被建筑物外墙反射的这些无线电波的数量为目的，由诸如铁氧体等磁性材料制成的无线电波吸收板材固定在或嵌入外墙内以吸收入射在建筑物上的无线电波。

对于安装在建筑物窗口处的窗玻璃，为了减少夏季空调冷却负载(节能)，已经采用敷有具备热线反射功能的薄膜的玻璃。但是，具备高热线反射能力的玻璃具有低的电阻，其无线电波反射率高，而且它们是无线电波障碍的原因。

减少无线电波反射用的其中使用了铁氧体的无线电波吸收板材不能用在建筑物窗口处，因为铁氧体不透可见光。结果出现了牺牲热线反射能力的情况，具有较高电阻的透明的热线反射薄膜的敷在建筑物的窗上，以减少无线电波反射，又通过把无线电波透过窗口射入建筑物来防止无线电波障碍。

至于建筑物和车辆的窗玻璃，已知一种工艺(来自，例如，公开让公众审查的日本专利公开平3-250797，平5-042623，平5-050548和平7-242441)，以此为了防止高性能热线反射薄膜反射无线电波造成的障碍，用分割成尺寸远小于入射无线电波波长的面积的导电薄膜，以提高其无线电波透射性，同时实现了高的热线反射性和低的无线电波反射性。

在相关技术中的具有无线电波透射性的无线电波吸收板材，是一种通过为建筑物窗玻璃提供无线电波透射性来防止无线电波反射问题的尝试。但是，与此相联系的却有这样一个问题，即进入的无线电波渗入建筑物，并影响诸如个人计算机等办公设备，而建筑物内的电子设备辐射出来的电磁波则通过窗玻璃泄漏到建筑物以外。尽管预计这种类型的无线电波障碍将来会增多，但除了利用建筑物窗上的导电金属线网或导电薄膜来反射，从而阻塞无线电波之外，却没有采取有效的对策，而在很可能发生无线电波反射障碍的地区，很难建筑大面积窗口并阻塞无线电波的建筑物。

为了解决这一问题，必须创造一种吸收而不是反射或透射无线波的实际可用的透明板材。

目前已经有通过平行地设置两个各敷有具有受控的表面电阻率的导电薄膜的透明衬底制成的无线电波吸收板材，可以以此通过利用无线电波多重反射干涉引起的谐振来实现高的无线电波吸收能力。但是，为了吸收VHF频带(约100MHz)的无线电波，构成该种无线电波吸收板材的两片衬底之间的间隙必须制成从几十厘米到一米以上，因此这样的板材无法实际地应用于建筑物的普通窗户。

因此，本发明的一个目的是提供一种具有优良的无线电波吸收能力和透光性的无线电波吸收板材。

为了达到这个和其他目的，本发明提供一种无线电波吸收板材，它包括：至少两个平行放置彼此隔开预定距离的绝缘衬底，在它们每一个的至少一侧形成连续的导电薄膜；和至少一个放置在这些绝缘衬底中间并与之平行的绝缘衬底，在其表面上形成布置成带状或阵列式的导电薄膜。

结果，在本发明中，即使当无线电波吸收板材的相对介质常数做得大，而且板的厚度做得薄，仍能使其无线电波吸收系数高，因而本发明可以应用于，例如，吸收VHF频带无线电波用的板材，非常适用于安装在建筑物的窗口上。

在按照本发明的无线电波吸收板材中，当采用带状导电薄膜时，连续导电薄膜的表面电阻率最好是从1Ω/□至3000Ω/□，而当每一个布置成带状的导电薄膜的宽度和表面电阻率分别记为Hcm和R_BMΩ/□，而在其上形成带状的导电薄膜的绝缘衬底的绝缘电阻记为R_DcmΩ时，则H,R_BM和R_D设置在以下范围：1cm≤H≤50cm,1Ω/□≤R_BM≤40Ω/□,R_D≥30,000cmΩ。当采用具有这些值的带状导电薄膜时，无线电波吸收板材的相对介质常数可以做得大，而其无线电波吸收系数得以提高，而且即使板材做得薄，也可能改善对来自固定方向的无线电波的吸收率。

采用阵列式导电薄膜时，连续导电薄膜的表面电阻率最好是从1Ω/□至3000Ω/□，而当每一个布置成阵列式的导电薄膜的宽度、长度和表面电阻率分别记为Hcm,Vcm和R_BMΩ/□、并且在其上形成阵列状的导电薄膜的绝缘衬底的绝缘电阻记为R_DcmΩ时，则H,V,R_BM和R_D设置在以下范围：1cm≤H≤50cm,1cm≤V≤50cm,1Ω/□≤R_BM≤40Ω/□。当采用具有这些值的阵列式导电薄膜时，无线电波吸收板材的相对介质常数可以做得大，而其无线电波吸收系数得以提高，而且即使板材做得薄，也可能改善对来自任一方向的无线电波的吸收率。

另外，当使用带状导电薄膜时，这些绝缘衬底中的一个的表面上形成的连续导电薄膜的表面电阻率最好不大于30Ω/□，而这些绝缘衬底中的另一个的表面上形成的连续导电薄膜的表面电阻率最好从50Ω/□到3000Ω/□，而当每一个布置成带状的导电薄膜的宽度和表面电阻率分别记为Hcm和R_BMΩ/□、并且在其上形成带状导电薄膜的绝缘衬底的绝缘电阻记为R_DcmΩ时，则H,R_BM和R_D设置成：1cm≤H≤50cm,1Ω/□≤R_BM≤40Ω/□,R_D≥30,000cmΩ。通过令一个绝缘衬底上的导电薄膜的表面电阻率不大于30Ω/□，而令另一个绝缘衬底上的导电薄膜的表面电阻率从50Ω/□至3000Ω/□，就可能把板材做得更薄而仍然保持足够的无线电波吸收率。

而采用阵列式导电薄膜时，在这些绝缘衬底中的一个的表面上形成的连续导电薄膜的表面电阻率最好不大于30Ω/□，而在这些绝缘衬底中的另一个的表面上形成的连续导电薄膜的表面电阻率最好从50Ω/□至3000Ω/□，而当每一个布置成阵列状的导电薄膜的宽度、长度和表面电阻率分别记为Hcm,Vcm和R_BMΩ/□、并且在其上形成阵列状的导电薄膜的绝缘衬底的绝缘电阻记为R_DcmΩ时，则H,V,R_BM和R_D设置成：1cm≤H≤50cm,1cm≤V≤50cm,1Ω/□≤R_BM≤40Ω/□,R_D≥30,000cmΩ。通过令这些绝缘衬底中的一个上的导电薄膜的表面电阻率不大于30Ω/□，而令这些绝缘衬底中的另一个上的导电薄膜的表面电阻率从50Ω/□至3000Ω/□，这样，而且由于采用了设置成预定数值的阵列状导电薄膜，就能够把无线电波吸收板材的相对介质常数做得大，并提高其无线电波吸收率。

最好用透明平板玻璃作为绝缘衬底，而带状或阵列式导电薄膜最好是主要包括SnO₂和In₂O₃的透明导电薄膜或者主要包括Ag,Au,Cu或Al的金属薄膜，这样就可以降低导电薄膜的表面电阻率，并提高其透光度。

另外，最好将干燥空气密封在至少两块绝缘衬底和至少一个其表面上形成带状或阵列式导电薄膜的绝缘衬底之间的空间内，以此防止由于外界温度变化而引起的冷凝，并防止无线电波吸收能力由于导电薄膜上的水而恶化。

作为另一方案，最好把树脂密封在至少两个绝缘衬底和其表面上形成布置成带状或阵列式的导电薄膜的绝缘衬底之间的空间，形成叠层玻璃结构，以此可以防止玻璃开裂或散开。

现将参照附图详细地描述本发明的最佳实施例。附图中：

图1是显示按照本发明的无线电波吸收板材结构的部分剖面图；

图2是显示按照本发明的布置成带状的导电薄膜的式样视图；

图3是显示按照本发明的布置成阵列式的导电薄膜的式样视图；

图4A是其表面上形成带状导电薄膜的绝缘衬底的结构视图，图4B是带状导电薄膜的平面视图，而图4C是图4B中沿线C-C所取的剖面视图；

图5是在两个彼此面对的绝缘衬底之间不插入其上形成带状导电薄膜的绝缘衬底的情况下的无线电波透射、反射和吸收频率特性曲线图；

图6是按照本发明在两个绝缘衬底之间插入其上形成带状导电薄膜的绝缘衬底的情况下的无线电波透射、反射和吸收频率特性曲线图；

图7是表示针对本发明第一最佳实施例，最佳实施例1而获得的理论计算结果的曲线图；而

图8是表示针对本发明第一对比例，对比例1而获得的理论计算结果的曲线图。

本发明提供一种薄的无线电波吸收板材，它可以应用于建筑物的窗玻璃，并且既提供对可见光的透明性，又能借助于对外来无线电波的吸收防止无线电波的反射和无线电波透射入建筑物内。

图1中，无线电波吸收板材1包括形成板一侧的第一绝缘衬底2、敷于第一绝缘衬底2内侧整个表面上的第一导电薄膜3、离第一绝缘衬底2预定距离并与之平行放置并形成板另一侧的第二绝缘衬底6、敷于第二绝缘衬底6内侧整个表面上的第二导电薄膜7、设置在第一绝缘衬底2和第二绝缘衬底6之间并与它们平行放置的中间绝缘衬底4以及敷于中间绝缘衬底4表面上呈带状或阵列式的导电薄膜5。将绝缘衬底2,6,4固定牢，并将空气层8密封。

尽管在图1最佳实施例中，无线电波吸收板材1具有由第一绝缘衬底2、中间绝缘衬底4和第二绝缘衬底6组成的三层结构。作为另一方案，板1也可以由多个这样的三层结构组成。

另外，第一导电薄膜3和第二绝缘薄膜7作为另一方案可以连续地敷于相应的第一和第二绝缘衬底2和6的外侧，或者连续地敷于第二绝缘衬底6的两侧。

另外，在第一绝缘衬底2和第二绝缘衬底6之间可以放置多个中间绝缘衬底4。

或者，在第一绝缘衬底2和第二绝缘衬底6之间可以放置单个中间绝缘衬底4和一个或多个普通的绝缘衬底。

图2表示按照本发明的无线电波吸收板材的带状导电薄膜的式样。

如图2所示，带状导电薄膜5A具有带宽H和相邻带之间的间隙D。

图3表示按照本发明的无线电波吸收板材的阵列式导电薄膜的式样。

在图3中，导电薄膜5A的阵列是由多个矩形薄膜块排列成阵列而成的。在行和列方向上薄膜块的宽度分别为H和V，在行和列方向上相邻块之间的间隙为D。

图4A至4C是按照本发明的通过在衬底上形成带状导电薄膜而制成的绝缘衬底的视图。

图4A表示在其表面上形成带状导电薄膜5A的中间绝缘衬底4的结构，还举例说明加在带状导电薄膜5A上的均匀无线电波场的作用。图4B表示带状导电薄膜5A的式样。图4C是图4B中带状导电薄膜5A沿线C-C所取的剖面图。

在图4A中，y-轴方向矢量表示均匀无线电波场的方向，而具有x-z坐标倾斜角α的矢量则表示电磁波的传播方向。

在图4C中，截面上每一个带状导电薄膜的扁平椭圆的长轴(带状薄膜的宽度)为H，短轴(薄膜的厚度)为A，而相邻带状薄膜之间的间隙为D。相邻带状导电薄膜之间的绝缘电阻记为R_D，扁平椭圆形薄膜周围的相对介质常数记为ε^eX。

一般说来，当其中每一个的整个表面上都形成导电薄膜的两个绝缘衬底平行放置(亦即，当在图1中没有中间绝缘衬底4而只有空气层8时)以产生伴随多重反射干涉造成的谐振的无线电波吸收时，必须使两个衬底之间的距离约为无线电波波长的1/4。因此，由于当两衬底之间的空间是空气层时，其相对介质常数为1，对于例如频率为100MHz的无线电波，该两衬底之间的距离必须为75cm。当使用相对介质常数高的玻璃代替空气层时，由于其相对介质常数约为7，该两衬底之间的距离约变为28cm。为了把该两衬底之间的距离减小到约10cm，对于频率100MHz的无线电波，就变成需要相对介质常数为几十或更大的介质。

本发明人进行的研究表明，分割成图4C所示的带状的导电薄膜5A具有这样的特性，即对于一个与相邻带状薄膜之间的间隙中心线垂直的无线电波场，在某些情况下，若带状导电薄膜5A的薄膜厚度记为Acm，而薄膜截面扁平椭圆形的长轴记为Hcm，则它们具有极大的实相对介质常数，约为H/A(正常情况下约10⁷)，还可以看成是厚度为Acm的连续介质。

按照本发明的无线电波吸收板材具有像当具有极大的实相对介质常数的介电薄膜放置在两个彼此平行放置而且其每一个上面都形成了连续导电薄膜的绝缘衬底之间时相同的功能，并能在穿过分割成带状或阵列式的导电薄膜的无线电波中造成巨大的相位变化。结果，即使该两绝缘衬底之间的距离(板材的厚度)远远小于波长的1/4，也可能产生由多重反射干涉引起的谐振，并以此实现高的无线电波吸收率。

接着，将根据简单的模型对上述极大的实介质常数进行近似计算。

建模是在以下假定的条件下进行的：把带状导电薄膜5A假定为如图4C所示的在与无线电波场的方向(y轴方向)垂直的方向上延伸的扁平椭圆柱体，在相邻椭圆柱体之间形成其电阻为R_D、其距离(宽度)为D的间隙，该椭圆柱体为相对介质常数为ε^eX的电介质所包围；计算均匀外场加在这一个椭圆柱体上的情况的极性，通过对被分割的绝缘薄膜的整个层进行空间平均，这个虚拟电介质层的有效相对介质常数∑_BM由(1)式给出。 ${\mathrm{\Σ}}_{\mathrm{BM}}=1+\frac{\mathrm{\π}(H/\mathrm{\λ})\left[\right\{{\mathrm{\ϵ}}^{\mathrm{eX}}k+({\mathrm{\ϵ}}^{\mathrm{eX}}-1)(D\·R_{\mathrm{BM}}/R_D)\}-(H\·R_{\mathrm{BM}}/R_D)]}{(\mathrm{\πA}/\mathrm{\λ})\{1+{(H/\mathrm{\λ})}^2{\left(2\mathrm{\π}\right)}^2{(R_{\mathrm{BM}}/Z_O)}^2\}}$ …(1) $+i\frac{(H+D)(Z_O/Z{R}_D)+2{\mathrm{\π}}^2{\mathrm{\ϵ}}^{\mathrm{eX}}{(H/\mathrm{\λ})}^2(k+D\·R_{\mathrm{BM}}/R_D)(R_{\mathrm{BM}}/Z_O)}{(\mathrm{\πA}/\mathrm{\λ})\{1+{(H/\mathrm{\λ})}^2{\left(2\mathrm{\π}\right)}^2{(R_{\mathrm{BM}}/Z_O)}^2\}}$

式中：

A为椭圆柱体短轴(相当于导电薄膜的厚度)；

H为椭圆柱体长轴(相当于带状导电薄膜的宽度)；

D为分隔相邻带状薄膜的高电阻部分的宽度；

K为作用距离(π/4)AH/{A(H+D)}；

λ为入射无线电波在真空中的波长[cm]；

Z_O为真空的空间阻抗，4πC/109≌377Ω；

R_BM为带状薄膜的表面电阻率[Ω/□]；而

R_D为单位长度相邻带状薄膜之间的绝缘电阻[cmΩ]。

当带状薄膜之间间隙的绝缘电阻R_D足够大，取R_D为无限大，(1)式即可简化为(2)式。 ${\mathrm{\Σ}}_{\mathrm{BM}}=1+\frac{{\mathrm{\ϵ}}^{\mathrm{eX}}(H/A)}{1+{(H/\mathrm{\λ})}^2{\left(2\mathrm{\π}\right)}^2{(R_{\mathrm{BM}}/Z_O)}^2}$ …(2) $+2\mathrm{\πi}\frac{{\mathrm{\ϵ}}^{\mathrm{eX}}k(H/A)(H/\mathrm{\λ}){(R_{\mathrm{BM}}/Z_O)}^2}{1+{(H/\mathrm{\λ})}^2{\left(2\mathrm{\π}\right)}^2{(R_{\mathrm{BM}}/Z_O)}^2}$

另外，当椭圆导电薄膜的长轴H设为比入射无线电波波长λ小得足够多的值(H＜＜λ)，而导电薄膜的表面电阻率R_BM设为比真空的空间阻抗Z_O小得足够多的值(R_BM＜＜Z_O)时，(2)式可以简化为(3)式。

∑_BMε^eXk(H/A)           …(3)

从(3)可以看出，图4A至4C所示的带状导电薄膜虚拟电介质层的有效相对介质常数∑_BM相当于极大的实数相对介质常数(约10⁷)。

利用(3)式所示的相对介质常数∑_BM，可以用Maxwell方程计算在两个其上都形成了连续导电薄膜的绝缘衬底平行放置，而其上形成了分割成带状的导电薄膜的绝缘衬底放置在它们两者之间时的无线电波的透射、反射和吸收特性。

在两个其上都形成了连续导电薄膜的绝缘衬底平行放置，而在它们两者之间不放置和放置其上形成了分割成带状的导电薄膜的绝缘衬底时的无线电波的透射、反射和吸收频率特性的计算结果分别示于图5和图6。

图5表示在不设置其上形成了分割成带状的导电薄膜的绝缘衬底时无线电波的透射、反射和吸收频率特性。在此情况下，两个其上都形成了连续导电薄膜的绝缘衬底之间的空气层的厚度取为60cm。

图5中，在100MHz频率附近，无线电波吸收系数非常高(吸收系数=1)，而无线电波反射率大大降低(反射率=0.001；衰减60dB)。

图6表示按照本发明在第一和第二绝缘衬底之间插入其上形成了分割成带状的导电薄膜的中间绝缘衬底时无线电波的透射、反射和吸收频率特性。图1中第一绝缘衬底2和中间绝缘衬底4之间的间隙取为15cm，而中间绝缘衬底4和第二绝缘衬底6之间的间隙取为1cm。

图6中，在100MHz频率附近，无线电波吸收系数非常高(吸收系数=1)，而无线电波反射率大大降低(反射率=0.01；衰减40dB)。

这样，在按照本发明的无线电波吸收板材中，因为在至少两个其上形成了连续导电薄膜的绝缘衬底之间设置了其上形成了分割成带状的导电薄膜的中间绝缘衬底，与没有其上形成了分割成带状的导电薄膜的中间绝缘衬底的情况相比，即使板材的厚度减小至1/4，无线电波反射率也减小了，吸收系数增大了。

在本发明的无线电波吸收板材中使用的连续导电薄膜的特性中，有接近100％的无线电波反射作用和反射或透射一些和吸收一些无线电波的作用。

为了获得前一种特性，宜采用表面电阻率R_BM低的导电薄膜，但是，要使表面电阻率R_BM低，就必须要导电薄膜厚，从而使其制造成本增加。另外，若采用金属薄膜作为导电薄膜，则若导电薄膜做得厚，它对可见光的透明度降低。因此，为了消除制造成本和可见光透明度的问题，表面电阻率R_BM设置在1Ω/□和3000Ω/□之间。最好，表面电阻率R_BM设置在5Ω/□和20Ω/□之间，以便获得和普通透明玻璃差不多的可见光透明度。

在后一种特性的情况下，当使用多个敷有连续导电薄膜的绝缘衬底时，无线电波吸收特性发生不同的变化，而当表面电阻率R_BM设置成大于3000Ω/□时，无线电波透射率太高，而且难以获得足够的吸收系数，而另一方面当表面电阻率R_BM设置成小于50Ω/□时，就难以获得足够的吸收系数，因为无线电波反射率太高。所以，表面电阻率R_BM最好设置在200Ω/□和1500Ω/□之间。

在带状或阵列式导电薄膜的特性中，为了提高无线电波吸收系数，有效相对介质常数∑_BM必须做得大。当相对介质常数∑_BM的实部与虚部相比不够大时，不容易出现谐振，而吸收系数降低，因此，把椭圆导电薄膜的长轴H设置成比入射无线电波波长λ小得足够多(H＜＜λ)，而把导电薄膜的表面电阻率设置得比真空的空间阻抗Z_O小得足够多(R_BM＜＜Z_O)。

从(3)式看出，当带状导电薄膜的宽度H的值做得大时，相对介质常数∑_BM可以设置成一个大的值，但是当到来的无线电波在VHF频带时，该无线电波的波长λ约为300cm，为了获得H＜＜λ，须令带状导电薄膜的宽度H做得小于50cm。

当每一个带状导电薄膜的宽度H做得小时，相对介质常数∑_BM变小，而无线电波吸收系数变小，导电薄膜也变得难以制造。为此，H的值一般设置成至少1cm(H≥1cm)。换句话说，每一个带状导电薄膜的宽度H落在1cm≤H≤50cm的范围内。

由于与带状导电薄膜同样的原因，图3所示每一个阵列式导电薄膜行方向的式样宽度V也落在1cm≤H≤50cm的范围内。

如前所述，带状导电薄膜的表面电阻率R_BM必须做得比真空的空间阻抗Z_O小的多(R_BM＜＜Z_O≌377Ω)，一般设置得不大于40Ω/□(R_BM ²40Ω/□)。

但是，为了降低表面电阻率R_BM，必须增大导电薄膜的厚度，从而令其制造成本提高。当采用该导电薄膜厚度并用金属薄膜作为导电薄膜时，出现了其可见光透明度降低的问题。为此，表面电阻率R_BM设置为至少1Ω/□(R_BM≥1Ω/□)，最好从5Ω/□到20Ω/□。

在相对介质常数∑_BM的实部大于虚部的条件下，相邻带状导电薄膜的绝缘电阻R_D必须大，如(4)式所示。π(H/λ)ε^eXk＞＞(H+D)(Z_O/2R_D)      …(4)

一般，带状导电薄膜的宽度H总设置得比相邻带状薄膜之间的间隙D大得多(H＞＞D)，把这个条件应用于(4)式便得(5)式。

R_D＞＞2λZ_O/(π²ε^eX)     …(5)

把无线电波波长λ=300cm，相对介质常数ε^eX=7(玻璃)，及Z_O=377Ω代入(5)式时，即可得到带状薄膜间隙的绝缘电阻R_D=3300cmΩ，而绝缘电阻R_D一般设置得大于30,000cmΩ。

当在一个方向上分割成带状的导电薄膜上无线电波场加在带的长度方向上时，就不能期望获得上面讨论的带状导电薄膜的效果，并获得与连续导电薄膜相同的特性。

为了在任何方向上都获得像带状导电薄膜一样的无线电波吸收特性，导电薄膜设置成阵列式。呈阵列状时，必须满足上述单方向带状的条件。

作为按照本发明的无线电波吸收板材的最佳实施例，接着将讨论一种板材，它是通过在构成图1所示的板材的一个绝缘衬底上形成对无线电波具有接近100％反射作用的导电薄膜，并在另一个绝缘衬底上形成对无线电波具有部分反射和透射作用和部分吸收作用的导电薄膜，并在这两个绝缘衬底之间放置至少一块其表面上形成阵列式导电薄膜的绝缘衬底而制成的。

在这种类型的无线电波吸收板材中，与在板材外侧整个表面上放置一块对无线电波具有部分反射和透射功能，部分吸收功能的绝缘衬底的情况相比，空气层的厚度可以减小至约1/2，另外，其上形成带状或阵列式导电薄膜的绝缘衬底的效果可以做得与这样的衬底数目加倍的效果。

对无线电波具有接近100％反射功能的连续导电薄膜的表面电阻率R_BM设置成1Ω/□到30Ω/□。特别适宜的表面电阻率R_BM是5Ω/□到20Ω/□。但是，当不要求可见光透明度时，可以采用具有较低表面电阻率R_BM的导电薄膜，这样可以获得更明显的效果。

对无线电波具有部分反射和透射及部分吸收功能的连续导电薄膜的表面电阻率R_BM设置成50Ω/□到3000Ω/□。特别适宜的表面电阻率R_BM是200Ω/□到1500Ω/□。

为了把按照本发明的无线电波吸收板材应用于建筑物的窗口，必须采用对可见光透明的衬底作为绝缘衬底，而且透明平板玻璃是适用的。另外，作为在绝缘衬底上形成的导电薄膜，采用对光线透明的导电薄膜。特别是，为了使带状或阵列式导电薄膜的表面电阻率低，而且维持对光线的透明度，薄膜材料必须从有限范围的选择对象中挑选。作为能够实现这种功能的薄膜材料，例如主要包括SnO₂和In₂O₃的透明导电薄膜或者主要包括Ag,Au,Cu或Al的金属薄膜是合适的。

因为当这种板材用作窗玻璃时，这些导电薄膜或金属薄膜除了它们的无线电波吸收功能以外，还反射太阳光的近红外射线并具有低的热线辐射功能，所以它们能够节省房间空调的能量。

当采用这些薄膜材料，特别是主要包括Ag,Au,Cu或Al的金属薄膜时，为了保证薄膜的耐久性，最好采用通过把干燥空气密封在玻璃衬底之间而制成的多层玻璃或把树脂插入玻璃衬底之间而制成的叠层玻璃。为了利用干燥空气或树脂使之具有无线电波吸收作用，空气层的厚度、玻璃衬底的厚度和树脂层的厚度根据上面讨论的条件设置。

现将与对比例一起具体地描述本发明各最佳实施例。

第一最佳实施例

利用联机溅射装置，引入90mol％氮，10mol％氧的气体，并利用Cr金属靶进行反应溅射，在4mm厚的钠钙硅板玻璃上形成氧化氮化物CrOxNy薄膜。这个薄膜的厚度约为40nm，而表面电阻率约为400Ω/□。

接着，用联机溅射装置，在4mm厚的钠钙硅玻璃上、Ag薄膜形式的衬底侧开始顺序地形成ZnO,Ag和ZnO薄膜。这样控制联机溅射装置，使得各薄膜厚度分别为40nm,15nm和40nm。ZnO薄膜具有维护Ag薄膜耐久性的作用。所得薄膜的表面电阻率约为5Ω/□。

另外，利用同样的联机溅射装置，制备一个具有在其上形成的边长5cm方孔、相邻孔之间的间隙4mm的厚约0.5mm的薄不锈钢板掩模，放置在4mm厚的钠钙硅玻璃衬底上，从玻璃衬底侧开始顺序地形成ZnO,Ag和ZnO薄膜，同时这样控制联机溅射装置，使得各薄膜厚度分别为40nm,15nm和40nm。

然后将掩模移开，以便在该衬底上形成阵列式5cm见方的透明ZnO/Ag/ZnO薄膜。薄膜的表面电阻率约为5Ω/□，而相邻薄膜之间的绝缘电阻在20MΩ以上。

然后将这三块玻璃衬底切割成120cm的正方形，并用来构造这样结构的叠层板：4mm玻璃/CrOxNy∶0.6cm干燥空气∶ZnO/Ag/ZnO薄膜阵列/4mm玻璃∶2.4cm空气层∶ZnO/Ag/ZnO薄膜/4mm玻璃。

测量这种叠层板的从200MHz至1GHz的无线电波反射率和无线电波透射率，发现在500MHz左右反射率减小，这里是出现强谐振吸收的区域。

利用上面讨论的近似理论获得的这种板材的无线电波反射和吸收特性计算结果示于图7。

第一对比例

用其上不形成薄膜的玻璃衬底代替其上形成第一最佳实施例的阵列式Ag薄膜的4mm厚玻璃衬底，制成叠层板，并测量这种叠层板的从200MHz到1GHz的无线电波反射率和无线电波透射率。结果是，尽管在1GHz附近反射率降低，透射率增大，但在1GHz以下并无谐振吸收。

在对这种结构的无线电波反射率和无线电波透射率的理论计算结果中，如图8所示，在1.2GHz附近有谐振吸收。

为了像第一最佳实施例那样在500MHz同样的频率附近引起谐振吸收，必须把2.5cm空气层厚度增大到10cm。

第二最佳实施例

在联机溅射装置内安装氧化铟锡(ITO)烧结靶，引入在Ar中加入20mol％氧而制成的气体，以便在4mm厚的钠钙硅玻璃衬底上形成厚约60nm的ITO薄膜。这样控制薄膜形成条件，使得薄膜的表面电阻率约为400Ω/□。

用这种衬底代替第一最佳实施例的其上形成了CrOxNy薄膜的衬底而制成叠层板，并测量这种叠层板的从200MHz到1GHz的无线电波反射率和透射率。结果是，该叠层板表现出与第一最佳实施例基本相同的特性。

第三最佳实施例

利用联机溅射装置，在4mm厚的钠钙硅玻璃衬底上形成SnO₂,Ag和SnO₂薄膜。薄膜的厚度分别控制为40nm,15nm和40nm，获得表面电阻率为5Ω/□的薄膜。

利用钢针把这个玻璃衬底的薄膜面刻成棋盘花纹，借以分割成边长约20cm的正方形。当用光学显微镜观看分割处时，看到宽度略小于200μm的线条中薄膜已被刻掉。这样分割的相邻导电薄膜之间的电阻一般都约在50kΩ以上。用这种其上形成20cm见方的阵列式薄膜的玻璃衬底代替具有第一最佳实施例的ZnO/Ag/ZnO薄膜阵列的玻璃衬底制成叠层板，并测量这种叠层板从200MHz到1GHz的无线电波反射率和透射率。结果是，在约250MHz附近出现较第一最佳实施例稍弱的谐振吸收。

第二对比例

利用联机溅射装置，在玻璃衬底上形成ITO,Ag和ITO薄膜。薄膜的厚度分别控制为40nm,15nm和40nm，获得表面电阻率为5Ω/□的薄膜。

用与第三最佳实施例相同的方法，利用钢针把薄膜面刻成棋盘花纹，借以分割成边长约20cm的正方形。这样分割的相邻导电薄膜之间的电阻一般都小于50Ω(R_D约为1000cmΩ)。

用这种其上形成20cm见方的阵列式薄膜的玻璃衬底代替具有第一最佳实施例的ZnO/Ag/ZnO薄膜阵列的玻璃衬底制成叠层板，并测量这种叠层板的从200MHz到1GHz的无线电波反射率和透射率。结果是，尽管在约250MHz附近反射率稍有减小，却没有出现谐振吸收。

第四最佳实施例

在10mm厚的玻璃上形成在第一最佳实施例中所述的表面电阻率约为400Ω/□的氧化氮化Cr(CrOxNy)薄膜，并将其切割成边长80cm的正方形，并令其垂直于地板表面站立。

然后将边长1cm的苯乙烯泡沫立方体粘附在这个玻璃薄膜面一侧，在彼此相隔30cm的网格点上作为分隔物。

敷有包括SnO₂的表面电阻率约为10Ω/□的用氟掺杂的厚约300nm的透明导电薄膜的4mm厚无色浮法平板玻璃，切割成宽20cm长180cm的带条，将这些带条沿纵向紧密排列在塑料板上，并固定制成一块边长180cm的板材。

令这块板材垂直地站立并且靠在10mm厚的玻璃上，所述苯乙烯间隔物处在它们之间。

另外，将这块板材与另一块与此平行的具有15μm厚铝箔伸展于其上的板材制成层状结构，将它们这样布置、使得板材之间的空气层的厚度可变。

然后让线性极化的无线电波从10mm厚的玻璃的一侧射向这样构成的叠层板，并测量其在50MHz至500MHz频率范围内的反射率。

当无线电波场的极化是水平，而可变空气层的厚度约为10cm时，在约100MHz处反射率明显下降，并出现强烈的谐振吸收。

第三对比例

当其场是垂直极化的无线电波射向第四最佳实施例的叠层板结构时，在50MHz至500MHz频率范围内的反射率基本上为100％。

第四对比例

从第四最佳实施例的叠层板结构中，去掉通过排列20cm×180cm敷有透明导电薄膜的玻璃片而制成的板材，并改变空气层厚度，以研究在约100MHz附近对水平极化波出现谐振吸收的条件。发现空气层的厚度约需70cm。

第五最佳实施例

把敷有表面电阻率约为400Ω/□的连续ITO薄膜的4mm厚的钠钙硅玻璃衬底、敷有通过形成表面电阻率约为5Ω/□的SnO₂/Ag/SnO₂薄膜然后用钢针刻将其分割成边长5cm的正方形阵列而制成的透明导电薄膜的18mm厚的钠钙硅玻璃衬底和敷有表面电阻率约为3Ω/□的连续ZnO/Ag/ZnO/Ag/ZnO薄膜的4mm厚的钠钙硅玻璃衬底，借助于介入它们之间的树脂而层叠在一起，以形成以下结构的叠层板材：4mm玻璃/ITO薄膜∶0.36mm树脂∶分割的SnO₂/Ag/SnO₂薄膜/18mm玻璃∶0.36mm树脂∶ZnO/Ag/ZnO/Ag/ZnO薄膜/4mm玻璃。

无线电波从敷有ITO薄膜的玻璃衬底一侧射向这一叠层板材，并从400MHz到1.5GHz测量其无线电波反射率和无线电波透射率。发现在约600MHz处出现谐振吸收。

第五对比例

通过用不敷有任何东西的18mm厚的钠钙硅玻璃衬底代替在第五最佳实施例的叠层板结构中其上形成阵列式导电薄膜的18mm厚的钠钙硅玻璃衬底构造叠层玻璃。

当无线电波从敷有ITO薄膜的玻璃衬底一侧射向这一叠层板材，并从400MHz到1.5GHz测量其无线电波反射率和无线电波透射率时，谐振吸收出现在约1.2GHz处。

工业适用性

如上所述，利用本发明可以提高无线电波吸收板材的相对介质常数，并获得具有优异无线电波吸收率和优异透光度的薄的无线电波吸收板材。因此，按照本发明的无线电波吸收板材作为安装在建筑物窗口上的板材是理想的。

Claims (8)

1．一种无线电波吸收板材，其特征在于包括：

至少两个平行放置彼此隔开预定距离的绝缘衬底，在它们每一个的至少一侧上形成连续的导电薄膜，和

至少一个放置在这些绝缘衬底中间并与之平行的绝缘衬底，在其一个表面上形成布置成带状或阵列式的导电薄膜。

2．按照权利要求1的无线电波吸收板材，其特征在于：所述连续导电薄膜的表面电阻率在1Ω/□至3000Ω/□的范围内，以及当每一个布置成带状的导电薄膜的宽度和表面电阻率分别记为Hcm和R_BMΩ/□，而在其上形成带状的导电薄膜的绝缘衬底的绝缘电阻记为R_DcmΩ时，则H,R_BM和R_D具有下列数值：

1cm≤H≤50cm

1Ω/□≤R_BM≤40Ω/□

R_D≥30,000cmΩ。

3．按照权利要求1的无线电波吸收板材，其特征在于：所述连续导电薄膜的表面电阻率在1Ω/□至3000Ω/□的范围内，以及当每一个布置成阵列式的导电薄膜的宽度、长度和表面电阻率分别记为Hcm，Vcm和R_BMΩ/□，而在其上形成阵列状的导电薄膜的绝缘衬底的绝缘电阻记为R_DcmΩ时，则H,V,R_BM和R_D具有下列数值：

1cm≤H≤50cm

1cm≤V≤50cm

1Ω/□≤R_BM≤40Ω/□

R_D≥30,000cmΩ。

4．按照权利要求1的无线电波吸收板材，其特征在于：所述绝缘衬底中的一个的表面上形成的连续导电薄膜的表面电阻率在1Ω/□到30Ω/□的范围内，而所述绝缘衬底中的另一个的表面上形成的连续导电薄膜的表面电阻率在50Ω/□到3000Ω/□的范围内，以及当每一个布置成带状的导电薄膜的宽度和表面电阻率分别记为Hcm和R_BMΩ/□，而在其上形成带状导电薄膜的绝缘衬底的绝缘电阻记为R_DcmΩ时，则H,R_BM和R_D具有下列数值：

1cm≤H≤50cm

1Ω/□≤R_BM≤40Ω/□

R_D≥30,000cmΩ。

5．按照权利要求1的无线电波吸收板材，其特征在于：在所述绝缘衬底中的一个的表面上形成的连续导电薄膜的表面电阻率在1Ω/□至30Ω/□的范围内，而在所述绝缘衬底中的另一个的表面上形成的连续导电薄膜的表面电阻率在50Ω/□至3000Ω/□的范围内，以及当每一个布置成阵列状的导电薄膜的宽度、长度和表面电阻率分别记为Hcm,Vcm和R_BMΩ/□，而在其上形成阵列状的导电薄膜的绝缘衬底的绝缘电阻记为R_DcmΩ时，则H,V,R_BM和R_D具有下列数值：

1cm≤H≤50cm

1cm≤V≤50cm

1Ω/□≤R_BM≤40Ω/□

R_D≥30,000cmΩ。

6．按照权利要求1-5中任何一个的无线电波吸收板材，其特征在于：用透明平板玻璃作为绝缘衬底，而所述带状或阵列式导电薄膜是主要包括SnO₂和In₂O₃的透明导电薄膜或者主要包括Ag,Au,Cu或Al的金属薄膜。

7．按照权利要求1-6中任何一个的无线电波吸收板材，其特征在于：将干燥空气密封在所述至少两块绝缘衬底和所述至少一个其表面上形成带状或阵列式导电薄膜的绝缘衬底之间的空间内。

8．按照权利要求1-6中任何一个的无线电波吸收板材，其特征在于：把树脂密封在所述至少两个绝缘衬底和所述其表面上形成布置成带状或阵列式的导电薄膜的绝缘衬底之间的空间，以形成叠层玻璃结构。

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