本發(fā)明涉及電磁技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種頻率選擇復(fù)合材料夾層結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

頻率選擇表面是一種二維周期結(jié)構(gòu)，對(duì)于入射的電磁波具有一定的頻率選擇特性。頻率選擇表面的應(yīng)用十分廣泛，尤其隨著人工電磁媒介技術(shù)的發(fā)展，將頻率選擇表面與透波材料相結(jié)合，可以更方便實(shí)現(xiàn)對(duì)于特定頻率波段的透過(guò)，滿足不同的需要。但是隨著時(shí)代技術(shù)的發(fā)展，復(fù)合透波材料除了需要滿足輕質(zhì)高模量外，還要求透波頻帶盡可能寬，而且?guī)?nèi)高透過(guò)率、帶外抑制，因此研究一種具有寬頻帶、特定頻段內(nèi)透過(guò)的頻率選擇表面復(fù)合結(jié)構(gòu)具有重要意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于實(shí)現(xiàn)且插入損耗低的頻率選擇復(fù)合材料夾層結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的：

一種頻率選擇復(fù)合材料夾層結(jié)構(gòu)，所述頻率選擇復(fù)合材料夾層結(jié)構(gòu)包括第一蒙皮層，設(shè)置于所述第一蒙皮層上的泡沫夾芯層，設(shè)置于所述泡沫夾芯層上的頻率選擇單元層以及設(shè)置于所述頻率選擇單元層上的第二蒙皮層；所述頻率選擇單元層包括載體及在載體上形成的周期性排列的多塊雙T型銅箔，每塊雙T型銅箔包括橫邊及相互平行的兩條豎邊組成。

上述方案中，銅箔的厚度為6～20μm。

上述方案中，橫邊的長(zhǎng)度為20mm，橫邊的寬度為1mm，水平方向相鄰排列的兩個(gè)銅箔的橫邊之間的距離為1mm。

上述方案中，每條豎邊的長(zhǎng)度為19mm，每個(gè)銅箔中兩條豎邊之間的距離為6mm，每條豎邊的底端與豎直方向相鄰排列的銅箔的橫邊之間的距離為1mm。

上述方案中，所述第一蒙皮層和第二蒙皮層為石英玻璃纖維布增強(qiáng)氰酸酯樹(shù)脂復(fù)合材料，厚度0.1～0.4mm。

上述方案中，所述石英玻璃纖維布增強(qiáng)氰酸酯樹(shù)脂復(fù)合材料的介電常數(shù)小于3.6，介電損耗小于0.006。

上述方案中，所述泡沫夾芯層的材料為聚甲基丙烯酰亞胺泡沫，厚度為3～12mm，密度為40～100kg/m³。

上述方案中，聚甲基丙烯酰亞胺泡沫材料介電常數(shù)小于1.13，損耗角正切小于0.004。

上述方案中，所述頻率選擇復(fù)合材料夾層結(jié)構(gòu)在1.0～2.2GHZ、7.5～18GHZ波段范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)帶通，透波率大于90%。

本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明夾層結(jié)構(gòu)在保證高剛度的同時(shí)，蒙皮和芯材采用介電性能優(yōu)異的材料，通過(guò)對(duì)頻率選擇單元層諧振結(jié)構(gòu)尺寸、形狀的參數(shù)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)在1.0～2.2GHZ、8～18GHZ波段范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)帶通，透波率大于90%以上。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的頻率選擇復(fù)合材料夾層結(jié)構(gòu)的示意圖。

圖2是圖1中的頻率選擇單元層為四個(gè)周期“雙T型”的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是實(shí)施例1制備的材料透波性能圖。

圖4是實(shí)施例2制備的材料透波性能圖。

圖5是實(shí)施例3制備的材料透波性能圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的內(nèi)容、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí)施例進(jìn)一步闡述本發(fā)明，這些實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明，而本發(fā)明不僅限于以下實(shí)施例。

實(shí)施例1

如圖1所示，其為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種頻率選擇復(fù)合材料夾層結(jié)構(gòu)，該頻率選擇復(fù)合材料夾層結(jié)構(gòu)包括第一蒙皮層1，設(shè)置于第一蒙皮層1上的泡沫夾芯層2、設(shè)置于泡沫夾芯層2上的頻率選擇單元層3以及設(shè)置于頻率選擇單元層3上的第二蒙皮層4。

第一蒙皮層1和第二蒙皮層4為石英玻璃纖維布增強(qiáng)氰酸酯樹(shù)脂復(fù)合材料，厚度0.1～0.4mm。在本實(shí)施例中，第一蒙皮層1和第二蒙皮層4厚度為0.2mm。第一蒙皮層1和第二蒙皮層4的介電常數(shù)均為3.5，介電損耗均為0.005。

泡沫夾芯層2的材料為聚甲基丙烯酰亞胺（PMI）。泡沫夾芯層2的厚度為3～12mm。泡沫夾芯層2的介電常數(shù)不超過(guò)1.13，損耗角正切不超過(guò)0.004。在本實(shí)施例中，選用PMI泡沫，其介電常數(shù)為1.10，介電損耗為0.0038，厚度為8mm。

頻率選擇單元層3包括載體及在載體上形成的周期性排列的多塊雙T型銅箔。銅箔的厚度為6～20μm。在本實(shí)施例中，厚度為12μm。如圖2所示，本實(shí)施例為四個(gè)周期的“雙T型”。 每塊雙T型銅箔包括橫邊及相互平行的兩條豎邊組成。橫邊的長(zhǎng)度為20mm，橫邊的寬度為1mm，水平方向相鄰排列的兩個(gè)銅箔的橫邊之間的距離為1mm。每條豎邊的長(zhǎng)度為19mm，每個(gè)銅箔中兩條豎邊之間的距離為6mm，每條豎邊的底端與豎直方向相鄰排列的銅箔的橫邊之間的距離為1mm。

本實(shí)施例還提供該頻率選擇復(fù)合材料夾層結(jié)構(gòu)的制作方法，具體為：首先將第一蒙皮層1的石英玻璃纖維布增強(qiáng)氰酸酯樹(shù)脂預(yù)浸料和泡沫夾芯層2粘接在一起，然后將頻率選擇單元層3通過(guò)環(huán)氧樹(shù)脂與泡沫夾芯層2粘結(jié)在一起，最后通過(guò)環(huán)氧樹(shù)脂將第二蒙皮層4的石英玻璃纖維布增強(qiáng)氰酸酯樹(shù)脂預(yù)浸料與頻率選擇單元層3粘結(jié)，得到頻率選擇復(fù)合材料夾層結(jié)構(gòu)。

該頻率選擇復(fù)合材料夾層結(jié)構(gòu)的透波性能見(jiàn)圖3。本結(jié)構(gòu)材料的諧振頻率為2.76GHZ、5.75GHZ，可以有效的控制入射電磁波的頻帶寬度和透波率，實(shí)現(xiàn)在1.0～2.17GHZ、7.67～18GHZ波段范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)帶通，透波率大于90%以上。

實(shí)施例2

本實(shí)施例與實(shí)施例1大致相同，不同之處在于，第一蒙皮層1和第二蒙皮層4厚度約為0.1mm。其透波性能見(jiàn)圖4。本結(jié)構(gòu)材料的諧振頻率為2.88GHZ、5.89GHZ，可以有效的控制入射電磁波的頻帶寬度和透波率，實(shí)現(xiàn)在1.0～2.26GHZ和7.76～18GHZ波段范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)帶通，透波率達(dá)到90%以上。

實(shí)施例3

本實(shí)施例與實(shí)施例1大致相同，不同之處在于，泡沫夾芯層2的厚度為4mm。其透波性能見(jiàn)圖5。本結(jié)構(gòu)材料的諧振頻率為2.8GHZ、5.8GHZ，可以有效的控制入射電磁波的頻帶寬度和透波率，實(shí)現(xiàn)在1.0～2.2GHZ和7.8～18GHZ波段范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)帶通，透波率達(dá)到90%以上。