谐振吸波材料

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这种吸波材料的设计思想来源于法布里-珀罗谐振腔

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图1

在两个足够大的金属边之间填充损耗为tanδe的电介质或空气,通过激励之后让电磁波在两板之间震荡。金属板和电解质都能使电磁波损耗,但在无金属板的方向电磁波的损耗大大减少,因此这种谐振腔被广泛用于厘米波和毫米波段的电磁波储存于传输中。

如果将迎着电磁波方向的金属板改换为厚度小于电磁波的趋肤深度的金属薄膜或碳膜,则法布里-珀罗谐振腔就变成了salisbury吸收屏。这样一来从金属边2来的反射可以透过金属边1而与第一层的前表面产生反射波有一个相位差,若使前后两层金属板产生的反射波相位相反,则出现抵消式干涉现象,这将较大的消耗电磁波能量,但能产生相消或干涉博的波长是固定的,即由两反射面之间的距离决定,如将两面距离为λ0/4波长,则只有λ0的电磁波出现全部或部分反射波相抵消,而其余的波长λ≠λ0的电磁波被吸收得很少。这是这类简单谐振型吸波材料不能在实际中应用的主要原因。

学者们研究了表面有导电吸收剂的空心玻璃球制作的吸波体,2mm厚的吸波球在8~18GHz

吸收性能可达10~20dB该吸波球结构如图2所示

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图2

空心球是硅酸盐高温发泡制成,制成后再上吸波剂,吸波剂可以与黏合剂调匀后黏附其上,

这种吸波球的优点是

  1. 频率特性的可控性,随着空心球直径改变吸收的频率也随着改变,
  2. 吸收效能 随着吸波剂含量提高,吸收效能也会增加,在谐振腔尺寸确定后吸收效能是由谐振腔的功能和吸波剂的多少所控制的。
  3. 节省吸波剂 与传动聚氨酯吸波材料比较,吸收剂的用量会减少。

这样的吸波体具有真正意义上的可设计性,给出透波材料相关参数,谐振腔直径及吸波剂相关参数后,在吸波微粒大小固定的情况下,可以实际出不同厚度的多种频率和吸收性能的吸波体。这是过去传输线理论的设计无法实现的。