CN1229009C - 电波吸收体 - Google Patents

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Abstract

本发明的电波吸收体呈在电波反射体的表面的基材上层积了掺有导电性氧化钛的至少2层电波吸收层的结构，这些电波吸收层通过改变上述导电性氧化钛的掺合比例，使电波吸收性能有所不同。

Description

电波吸收体
技术领域
本发明涉及吸收微波段及毫米波段电波的电波吸收体，具体说是涉及能在宽频带内获得高的电波吸收特性的电波吸收体。
背景技术
电波吸收体广泛用于船舶及飞机等上。这种电波吸收体的作用是通过吸收对方雷达发射的电波，减少返回对方雷达的反射波，使对方雷达不能轻易探测到本方的存在。
而近年来，有关微波段及毫米波段电波利用的研究活跃在各个方面。这种微波段及毫米波段的电波，有可能引发人体及机器的故障。因此，伴随上述研究，作为防止电波影响的手段之一，电波吸收体引人注目。
以往，上述电波吸收体的结构是设有对电波反射板上吸收的电波频率进行匹配的单层电波吸收层。如图6所示，用这种单层电波吸收层吸收电波的所谓“匹配性吸收”的电波吸收体在以1个频率f为中心的频带内具有很好的电波吸收性能。但其缺点是吸收的频带为有限的狭窄范围。因此妨碍了在船舶、飞机等领域之外的应用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够在比以往更宽的频带内起到很好的电波吸收作用的电波吸收体。
为达到上述目的，本发明的电波吸收体的特征在于，在电波反射体表面的基材上层积了掺有导电性氧化钛的至少2层电波吸收层，通过改变上述导电性氧化钛的掺合比例，使上述2层电波吸收层的电波吸收性能有所不同。
上述本发明的电波吸收体能够在至少以2个频率为中心的频带内分别获得很好的电波吸收特性。因此能够比以往的设有单层电波吸收层的电波吸收体在更宽的频带内起到很好的电波吸收作用。
附图的简单说明
图1所示为本发明的电波吸收体之一例的放大截面图；
图2所示为图1的电波吸收体电波吸收性能的曲线图；
图3所示为本发明的电波吸收体其他例的放大截面图；
图4所示为实施例1的电波吸收体电波吸收性能的曲线图；
图5所示为实施例2的电波吸收体电波吸收性能的曲线图；
图6所示为以往的电波吸收体电波吸收性能的曲线图。
实施发明的最佳形态
下面参照附图对本发明的实施例进行说明。
图1中，本发明的电波吸收体呈在金属板构成的电波反射体1的一侧表面1a上层积了基材中掺有导电性氧化钛的第1电波吸收层2和第2电波吸收层3的结构。
2层电波吸收层2、3相对基材的导电性氧化钛的掺合比例不同，因此如图2所示，在以不同的2个频率f1、f2为中心的频带内各自具有很高的电波吸收特性。
作为电波吸收层2、3采用的基材，可从热可塑性树脂、热硬化性树脂、橡胶、弹性体等材料中至少选用1种。
作为热可塑性树脂，最好能用聚乙烯、聚丙烯等聚烯树脂；尼龙6、尼龙66等聚酰胺树脂；二甲酯、聚丁烯等聚酰树脂或这些树脂的混合物。
作为热硬化树脂，最好能用环氧树脂、聚亚胺树脂、聚酰树脂、酚醛树脂等。热硬化树脂中使用的硬化剂可用以往熟知的材料，其种类无特别限定。
作为橡胶，可使用以往熟知的各种橡胶，最好如氯丁橡胶、硅酮橡胶、丙烯腈丁二烯橡胶(NBR)等。
作为上述导电性氧化钛，可使用以往熟知的品种，最好能使用在氧化钛的金红石型球状结晶或金红石型针状结晶的表面覆盖了由二氧化锡/锑(SnO2/Sb)合金层形成的导电层的。这种导电性氧化钛的物理及化学的稳定性好，通过在基材中的分布，可大大提高电吸收层2、3的介电率。
上述本发明的电波吸收体，通过积层电波吸收性能不同的电波吸收层2、3，如图2所示，能够在以2个频率f1、f2为中心的频带内分别获得很高的电波吸收特性。因此能在比以往更宽的频带内产生高的电波吸收性能。
图3所示为本发明的电波吸收体的其他例。此电波吸收体是在图1的电波吸收体中将电波反射体1用已设置的金属结构物构成。也可以这样将金属结构物作为电波反射体1来使用。
本发明中，作为上述导电性氧化钛的掺合比例，相对基材100重量值，以1～50重量值为好。当掺和比例不足1重量值时，电波吸收层2、3的复数比介电率的实部、虚部都过低，因此难以使电波吸收层2、3对微波及毫米波段的电波进行匹配。反之，当超过50重量值时，电波吸收层2、3的复数比介电率的实部、虚部都过高，因此无法使电波吸收层2、3对微波及毫米波段的电波进行匹配。
在电波吸收层2、3的基材中，作为加大电波吸收层2、3的介电率的其他材料，以向上述导电性氧化钛中加入并掺合导电性碳黑为好。通过添加导电性碳黑提高电波吸收层2、3复数比介电率的实部和虚部，由此可在不影响电波吸收性能的情况下减薄电波吸收层的厚度。
作为导电性碳黑的掺合比例，最好相对基材100重量值取大于0小于4重量值为好。一旦超过4重量值，混合后材料的粘度便增高、劣化施工性。导电性碳黑可掺合于所有电波吸收层，也可掺合于任意一层。
作为导电性碳黑，可以是乙炔黑、炉黑、ケツチエン黑等。ケツチエン黑具有高导电性的优点。
上述电波吸收层2、3可为同一厚度，也可为不同的厚度。电波吸收层的电波吸收性能取决于其组成内容与厚度，也可通过厚度不同来改变电波吸收层2、3的电波吸收性能。
上述电波吸收体通过在电波反射体1的表面1a上涂布电波吸收层2的材料形成电波吸收层2，该材料硬化后再涂布电波吸收层3的材料形成电波吸收层3，能够方便地制得。或者，也可以将预先成形的、硬化前的电波吸收层2、3在电波反射体1的表面1a经粘接剂依次层积而成。
本发明在上述实施形态中所示的，是采用由改变导电性氧化钛的掺合比例使电波吸收性能有所不同的2层电波吸收层2、3的例，也可以将电波吸收性能不同的3层以上的电波吸收层层积后形成电波吸收体。通过设置3层以上的电波吸收层，能够在以3个以上频率为中心的频带内分别获得高的电波吸收特性，因此能在更宽的频带内产生高的电波吸收性能。
实施例1
将环氧树脂和硬化剂的混合物作为基材，对其以表1所示的例添加导电性氧化钛和导电性碳黑，再对其加入溶剂后在碾磨机中搅拌混合，分别制成第1、第2电波吸收层的材料。注意，溶剂的量为相对上述组成物80重量值的20重量值。
在铝制反射板上喷涂第1电波吸收层的材料形成第1电波吸收层，待第1电波吸收层硬化后，在其上喷涂第2电波吸收层的材料形成第2电波吸收层，这样就制成了图1所示的电波吸收体。第1、第2电波吸收层的厚度如表1所示。
对制成的电波吸收体第2电波吸收层的表面，以相对入射角4°发射毫米波段电波(频率：50～110GHz)后进行了电波吸收性能评价，其结果如图4所示。
                         表1
第1电波吸收层 第2电波吸收层
基材            (重量值)     100     100
导电性氧化钛(#1)(重量值)     32.9     1.2
导电性碳黑(#2)  (重量值)     3.3     0.6
厚度            (mm)     1.0     0.57
(#1)针状导电性氧化钛FT2000(石原産業制商品名)
(#2)ケツチエン黑(日本イ-シ-制商品名)
由图3可知，本发明的电波吸收体在以2个频率(约60GHz和约76GHz)为中心的频带内显示出高的电波吸收性能，因此能够在比以往更宽的频带内产生高的电波吸收性能。
这种在以60GHz和76GHz的频率为中心的频带内显示高的电波吸收性能的电波吸收体，能够有效地用作吸收汽车车距测定用雷达(使用60GHz和76GHz)电波的电波吸收体。
实施例2
与实施例1同样的方法制成电波吸收体。环氧树脂、导电性氧化钛、导电性碳黑的掺合比例及第1、第2电波吸收层的厚度如表2所示。
对制成的电波吸收体第2层的表面，以与实施例1相同的条件发射毫米波段电波后，进行了电波吸收体的电波吸收性能评价，其结果如图5所示。
                         表2
第1电波吸收层 第2电波吸收层
基材            (重量值)     100     100
导电性氧化钛(#1)(重量值)     40.0     2.0
导电性碳黑(#2)  (重量值)     2.0     0
厚度            (mm)     0.82     0.47
(#1)针状导电性氧化钛FT2000(石原産業制商品名)
(#2)ケッチエン黑(日本イ-シ-制商品名)
由图5可知，本发明的电波吸收体在以2个频率(约78GHz和约99GHz)为中心的频带内显示出高的电波吸收性能，因此能够在比以往更宽的频带内产生高的电波吸收性能。
上述本发明的电波吸收体在电波反射体的表面的基材上层积了掺有导电性氧化钛的至少2层电波吸收层，通过改变该导电性氧化钛的掺合比例，使电波吸收层的电波吸收性能有所不同。因此，能够在至少以2个频率为中心的频带内分别获得高的电波吸收性能，并能在比以往更宽的频带内产生高的电波吸收性能。
产业上的可利用性
上述具有良好效果的本发明，作为船舶、飞机等领域使用的电波吸收体，及作为吸收有对人体、机器引发故障危害的微波段、毫米波段电波的电波吸收体，能够非常有效地加以应用。

Claims (5)

1.一种电波吸收体，在电波反射体的表面层积了相对基材100重量值以1～50重量值掺合了导电性氧化钛的至少2层电波吸收层，通过使在各层中的上述导电性氧化钛的掺合比例不同，并至少在1个电波吸收层将导电性碳黑相对基材100重量值以4重量值以下进行掺合，使上述至少2层的电波吸收层的电波吸收性能互相不同。
2.根据权利要求项1所述的电波吸收体，上述2层电波吸收层的厚度不同。
3.根据权利要求项1或2所述的电波吸收体，上述电波反射体由金属板构成。
4.根据权利要求项1或2所述的电波吸收体，上述电波反射体由金属制结构物构成。
5.根据权利要求项1或2所述的电波吸收体，上述基材是从热可塑性树脂、热硬化性树脂、橡胶、热可塑性弹性体组成的集合中选择的至少1种。
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