[发明专利]一种基于缩比理论的高性能吸波体设计方法

说明书

本发明公开了一种基于缩比理论的高性能吸波体设计方法，其包含：S1、基于原型吸波材料，得到对应的电磁参数以及原型频率，该电磁参数包括介电常数和磁导率；S2、根据多层材料的反射率计算理论，结合原型吸波材料的电磁参数以及原型频率分析其各层材料的阻抗特征和变化规律函数，得到阻抗特征函数；运用缩比理论构造与原型吸波材料形状相同的缩比材料，根据阻抗特征参数对各层材料的缩比电磁参数和厚度进行理论设计；S3、确定缩比频率系数和形状缩比因子，得出满足阻抗特性的材料配方；S4、用材料配方构造出所需的高性能吸波体。其优点是：能够实现宽频吸波材料的快速设计。

技术领域

本发明涉及吸波体设计技术领域，具体涉及一种基于缩比理论的高性能吸波体设计方法。

背景技术

高性能吸波体设计是实现吸波体的重要步骤，是后续制备高性能吸波体的基础。目前，高性能吸波体主要体现在“薄”、“轻”、“宽”、“强”等特征中，而应用最为广泛的吸波体主要包括质量轻和吸收强两个特性。结构型吸波材料是最为常见的高性能吸波体，通常以模压成型或切削制造为主，具有承载和实现部件功能的特点，而在设计中利用自适应的几何结构达到阻抗匹配特性，所设计出来的吸波材料通常需要考虑结构和材料两个方面的选材问题，同时需要具有特定的形状，开发周期长。

目前，针对高性能吸波体的设计主要以多层材料理论为主，如专利CN105196638A提出一种宽频吸波承力复合材料及其制备方法，该材料在设计上包括透波泡沫层、透波蒙皮、电损耗吸波层和屏蔽底层构成，通过多层材料的优化设计，设计了典型的多层结构。

专利CN104979641A提出了一种宽频吸波体及其应用方式，该吸波体整体呈三明治结构，两侧是颗粒复合物损耗层，中间是高介电薄层，设计理论仍然为多层材料设计理论。

专利CN104893606A提出了一种宽频带吸波贴膜，包括绝缘层、作为反射层的吸波层、吸波和离型材料层。所述绝缘层、吸波层之间设置有第一胶粘层，吸波层、吸波之间设置有第二胶粘层，制备方式为简单贴敷。

专利CN104893606A提出了一种宽频带吸波贴膜，包括绝缘层、作为反射层的吸波层、吸波和离型材料层；所述绝缘层、吸波层之间设置有第一胶粘层；所述吸波层、吸波之间设置有第二胶粘层；所述吸波、离型材料层之间设置有第三胶粘层，该发明宽频带吸波贴膜有较强的电磁波吸收特性，在2～10GHz电磁波的衰减率达到85％，然而在稍高频带10～18GHz内难以达到相应的吸波性能，宽频吸收仍面临不足，另外吸波材料的内结构仍未考虑。

专利CN104485515A提出一种加载集总元件的宽带吸波材料，该吸波材料包括基底材料，以及设于基底材料上的环状金属线，所述环状金属线的环内设有十字形金属线，所述环状金属线为圆环、方环或六边形环；所述十字形金属线的上、下、左、右四个端部分别串联有电阻/电容，所述环状金属线上与十字形金属线的上、下、左、右四个端部对应位置处也串联有电阻/电容。本发明在结构上具有90度旋转对称特性，能够很好地克服电磁波的极化敏感性，而且在较宽频带内对电磁波具有较高的吸收率。

专利CN104030668A提出一种多共振吸收的锆掺杂钡铁氧体宽频吸波材料，其采用的吸收剂为钡锌或钡锆铁氧体，以及两种粉末的混合物，将具有不同本征参数峰值的材料合成为一个复合体系，形成的吸波系统中各个本征参数具有相应不同的特征共振频率，这种复合材料的共振频率出现范围大于复合用单相材料自身的共振频率出现范围。

专利CN103774328A提出了一种吸收宽频电磁波的绒面结构面料的加工方法，选用导电纤维混纺纱织造，或选用导电纤维混纺纱织造双层织。该设计将吸波剂与柔性黏结剂稀释混合均匀，制成具有良好粘结性能的吸波黏结剂。绒面结构的宽频电磁波吸收面料的吸收电磁波频率范围拟为300MHz～40GHz，该材料具有良好的屏蔽效果，但是吸波性能还十分有限，吸波频带仍然较窄。