CN203708751U - 吸波超材料 - Google Patents
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Abstract
本实用新型适用于吸波材料结构技术领域，提供了一种吸波超材料，包括叠层单元，所述叠层单元包括依次叠层设置的第一基板、第一导电材料层、第二基板和第二导电材料层。本实用新型提供的吸波超材料，其通过依次叠层设置的第一基板、第一导电材料层、第二基板和第二导电材料层，通过形成至少两层电阻屏的匹配可以实现较好、较宽的吸波效果，吸波效果好。
Description
技术领域
本实用新型属于吸波材料结构技术领域，尤其涉及一种吸波超材料。
背景技术
随着科学技术发展的日新月异，以电磁波为媒介的技术、各种产品越来越多，电磁波辐射对环境的影响也日益增大。无线电波可能对机场环境造成干扰，导致飞机航班无法正常起飞；移动电话可能常会干扰各种精密电子医疗器械的工作；即使是普通计算机，也会辐射携带信息的电磁波，它可能在几公里以外被接收和重现，从而造成国防、政治、经济、科技等方面情报的泄漏。因此，治理电磁污染，寻找一种能抵挡并削弱电磁波辐射的材料结构——吸波材料结构，已成为材料结构科学的一大课题。另外，吸波材料结构包括军事在内的其它方面也有广泛应用，比如隐形机，隐形衣等。
吸波材料结构是能吸收投射到它表面的电磁波能量的一类结构，其吸收电磁波的基本条件是：（1）电磁波入射到吸波材料结构上时，它能最大限度地进入吸波材料结构内部，即要求吸波材料结构具有匹配特性；（2）进入吸波材料结构内部的电磁波能迅速地几乎全部衰减掉，即衰减特性。实现第一个条件的方法之一是采用特殊的边界条件，如在高电导、高磁导吸波材料的表面涂敷电导、磁导接近空气电导、磁导的介质，使电磁波最大限度地入射;而实现第二个条件则要求吸波材料结构具有高的电磁损耗性。
现有的吸波材料结构由人造微结构和基板材料组成，通过改变人造微结构的介电常数和磁导率得到的吸波材料，对特定频率的电磁波相对于普通吸波材料结构来说，吸收效果已经有了较大的进步，现有技术中，一般采用单一微结构 或材料来实现吸波效果，通常只会在一个频点上或者比较窄的一段频段上，达到比较好的吸波效果，因此现有技术中吸波材料结构的吸收效果比较好的频段非常窄。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服上述现有技术的不足，提供了一种吸波超材料，其吸波频段宽，吸波效果好。
本实用新型是这样实现的：一种吸波超材料，包括叠层单元，所述叠层单元包括依次叠层设置的第一基板、第一导电材料层、第二基板和第二导电材料层;所述第一导电材料层与所述第二导电材料层采用不同匹配特性的材料制成。
可选地，所述叠层单元设置有两个或两个以上，各所述叠层单元矩阵排列设置或/和层叠设置。
可选地，所述吸波超材料还包括金属底板，所述叠层单元中的第一基板与所述金属底板相贴。
可选地，所述第一导电材料层的外形尺寸小于所述第一基板的外形尺寸。
可选地，所述第二导电材料层的外形尺寸小于所述第二基板的外形尺寸。
可选地，所述第一基板、第二基板的外形为多边形。
可选地，所述第一基板的外形尺寸与所述第二基板的外形尺寸相等。
可选地，所述叠层单元还包括叠层设置的第三基板和第三导电材料层。
可选地，所述第一基板和/或所述第二基板上设置有蜂窝结构。
可选地，所述第一基板和/或所述第二基板采用泡沫材料制成。
本实用新型提供的吸波超材料，其通过依次叠层设置的第一基板、第一导电材料层、第二基板和第二导电材料层，通过形成至少两层电阻屏的匹配可以实现较好、较宽的吸波效果，吸波效果好。
附图说明
图1是本实用新型实施例提供的吸波超材料的侧视图；
图2是本实用新型实施例提供的吸波超材料中第一基板和第一导电材料层的平面示意图；
图3是本实用新型实施例提供的吸波超材料中第二基板和第二导电材料层的平面示意图；
图4是本实用新型实施例提供的吸波超材料的吸波效果图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
还需要说明的是，本实施例中的上端面、下端面等方位用语，仅是互为相对概念或是以产品的正常使用状态为参考的，而不应该认为是具有限制性的。
如图1～图3所示，本实用新型实施例提供的一种吸波超材料，包括叠层单元1，叠层单元1包括依次叠层设置的第一基板11、第一导电材料层12、第二基板13和第二导电材料层14。每一个叠层单元1可包括依次叠层设置的一个第一基板11、一个第一导电材料层12、一个第二基板13和一个第二导电材料层14。第一导电材料层12的下端面可通过粘接等加工工艺附着于第一基板11的上端面，第二基板13的下端面可通过粘接等加工工艺附着于第一导电材料层12的上端面，第二导电材料层14的下端面可通过粘接等加工工艺附着于第二基板13的上端面。第一导电材料层12与第二导电材料层14可以采用不同匹配特性的材料制成，对不同频段的电磁波具有较好的电磁匹配特性，第一导电材料层12与第二导电材料层14结合第一基板11、第二基板13形成两层电阻屏，综合各层的效应从而达到较佳的吸波效果，可以针对不同频点或者比较宽的频段达到较好的吸波效果，吸波效果好的频段比较宽。
具体地，第一基板11、第二基板13可采用相同材质的材料制成。第一基板11、第二基板13采用具有较高介电常数的板材制成，优选采用介电常数在6至16之间的基板制成，例如罗杰斯公司生产的牌号为RO3006的板材。当然，第一基板11、第二基板13也可采用不同材质的材料制成，其介电常数也可以根据实际情况设定为其它合适的范围，也可选用其它合适的板材。
具体地，如图1～图3所示，叠层单元1设置有两个或两个以上，各叠层单元1矩阵排列设置或/和层叠设置。叠层单元1可横向矩形邻接排列设置，也可以横向矩形邻接排列设置的基础上进行多层纵向堆叠，以得到所需面积、厚度的吸波超材料。
具体地，如图1～图3所示，吸波超材料还包括金属底板2，金属底板2也称金属反射板。叠层单元1中的第一基板11、第一导电材料层12与金属底板2相贴，形成了Salisbury屏。所谓Salisbury屏，指金属底板2与电阻屏的组合结构。第一基板11的下端面可通过粘接等加工工艺附着于金属底板2。金属底板2的外形可以与第一基板11的外形相同。可以改变吸波超材料的整体匹配性能和损耗性能，多层的电阻屏相互间的耦合以及阻抗的匹配效果好。
具体地，如图1～图3所示，第一导电材料层12的外形尺寸小于第一基板11的外形尺寸，且第一导电材料层12设置于第一基板11的中央处。
具体地，如图1～图3所示，第二导电材料层14的外形尺寸可小于第二基板13的外形尺寸，且第二导电材料层14设置于第二基板13的中央处。
具体地，如图1～图3所示，第二导电材料层14的外形尺寸可小于第一导电材料层12的外形尺寸。当然，第二导电材料层14的外形尺寸也可大于或等于第一导电材料层12的外形尺寸。
所述第一基板、第二基板的外形可为多边形等合适形状，例如正多边形或矩形，多个吸波超材料可以矩阵排列。具体地，如图1～图3所示，第一基板11的外形尺寸与第二基板13的外形尺寸相等，第一基板11、第二基板13可对齐设置。
具体地，叠层单元1还可包括叠层设置的第三基板和第三导电材料层或/和第四基板和第四导电材料层等，基板和导电材料层的层数可设置为两层或两层以上，其层数可为两层或多层，在此不做限制。
具体地，第一基板11和/或第二基板13上设置有蜂窝结构，以减轻产品重量，产品面密度不超过1.5kg/平方米。
第一基板11和/或第二基板13可以采用泡沫材料等合适材料制成，以减轻产品重量，产品面密度不超过1.5kg/平方米。
本实用新型提供的吸波超材料，其通过对吸波超材料的结构作改进，即通过依次叠层设置的第一基板11、第一导电材料层12、第二基板13和第二导电材料层14，通过形成至少两层电阻屏的匹配可以实现较好、较宽的吸波效果，而加入高介电常数的材料，可以使低频吸波的效果更好，如图4所示为本实用新型实施例提供的吸波超材料的效果图。第一基板11、第一导电材料层12、第二基板13和第二导电材料层14可形成微结构，微结构主要有I型、耶路撒冷十字型、方块的结构，电阻屏通过上述结构改变材料的整体匹配性能和损耗性能，多层的电阻屏需考虑相互间的耦合以及阻抗的匹配，以进一步提高吸波效果。通过选用高介电常数板材能有效的降低材料结构整体的厚度，并采用泡沫或蜂窝结构材质等轻质材料为主体，降低整体的重量和厚度，使产品实现轻薄化，从而使吸波超材料可应用于对重量、厚度有严格要求的特殊场合。
以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种吸波超材料，其特征在于，包括叠层单元，所述叠层单元包括依次叠层设置的第一基板、第一导电材料层、第二基板和第二导电材料层;所述第一导电材料层与所述第二导电材料层采用不同匹配特性的材料制成。
2.如权利要求1所述的吸波超材料，其特征在于，所述叠层单元设置有两个或两个以上，各所述叠层单元矩阵排列设置或/和层叠设置。
3.如权利要求1所述的吸波超材料，其特征在于，所述吸波超材料还包括金属底板，所述叠层单元中的第一基板与所述金属底板相贴。
4.如权利要求1所述的吸波超材料，其特征在于，所述第一导电材料层的外形尺寸小于所述第一基板的外形尺寸。
5.如权利要求4所述的吸波超材料，其特征在于，所述第二导电材料层的外形尺寸小于所述第二基板的外形尺寸。
6.如权利要求1至5中任一项所述的吸波超材料，其特征在于，所述第一基板、第二基板的外形为多边形。
7.如权利要求1至5中任一项所述的吸波超材料，其特征在于，所述第一基板的外形尺寸与所述第二基板的外形尺寸相等。
8.如权利要求1至5中任一项所述的吸波超材料，其特征在于，所述叠层单元还包括叠层设置的第三基板和第三导电材料层。
9.如权利要求1至5中任一项所述的吸波超材料，其特征在于，所述第一基板和/或所述第二基板上设置有蜂窝结构。
10.如权利要求1至5中任一项所述的吸波超材料，其特征在于，所述第一基板和/或所述第二基板采用泡沫材料制成。
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