屏蔽箱内部吸波材料帖胶和贴棉的区别
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吸波材料知识介绍系列—————之一吸波材料简介在解决高频电磁干扰问题上,完全采用屏蔽的解决方式越来越不能满足要求了。
因为诸多设备中,端口的设置及通风、视窗等的需求使得实际的屏蔽措施不可能形成像法拉第电笼那样的全屏蔽电笼,端口尺寸问题是设备高频化的一大威胁。
另外,困扰人们的还有另外一个问题,在设备实施了有效的屏蔽后,对外干扰问题虽然解决了,但电磁波干扰问题在屏蔽系统内部仍然存在,甚至因为屏蔽导致干扰加剧,甚至引发设备不能正常工作。
这些都是屏蔽存在的问题,也正是因为这些问题的存在,吸波材料有了用武之地。
吸波材料是指能够有效吸收入射电磁波并使其散射衰减的一类材料,它通过材料的各种不同的损耗机制将入射电磁波转化成热能或者是其它能量形式而达到吸收电磁波目的。
不同于屏蔽解决方案,其功效性在于减少干扰电磁波的数量。
既可以单独使用吸收电磁波,也可以和屏蔽体系配合,提高设备高频功效。
目前常用的吸波材料可以对付的电磁干扰频段范围从0.72GHz到40GHz。
当然应用在更高和更低频段上的吸波材料也是有的。
吸波材料大体可以分成涂层型、板材型和结构型;从吸波机理上可以分成电吸收型、磁吸收型;从结构上可以分为吸收型、干涉型和谐振型等吸波结构。
吸波材料的吸波效果是由介质内部各种电磁机制来决定,如电介质的德拜弛豫、共振吸收、界面弛豫磁介质畴壁的共振弛豫、电子扩散和微涡流等。
吸波材料的损耗机制大致可以分为以下几类:其一,电阻型损耗,此类吸收机制与材料的导电率有关的电阻性损耗,即导电率越大,载流子引起的宏观电流(包括电场变化引起的电流以及磁场变化引起的涡流)越大,从而有利于电磁能转化成为热能。
其二,电介质损耗,它是一类与电极有关的介质损耗吸收机制,即通过介质反复极化产生的“摩擦”作用将电磁能转化成热能耗散掉。
电介质极化过程包括:电子云位移极化,极性介质电矩转向极化,电铁体电畴转向极化以及壁位移等。
其三,磁损耗,此类吸收机制是一类与铁磁性介质的动态磁化过程有关的磁损耗,此类损耗可以细化为:磁滞损耗,旋磁涡流、阻尼损耗以及磁后效效应等,其主要来源是与磁滞机制相似的磁畴转向、磁畴壁位移以及磁畴自然共振等。
吸波材料原理
吸波材料是一种能够吸收电磁波能量的材料,它在电磁波领域具有广泛的应用。
吸波材料的原理是通过其特殊的结构和成分,使其具有吸收电磁波能量的能力。
在实际应用中,吸波材料可以用于电磁波隔离、电磁波吸收和电磁波辐射等方面。
吸波材料的原理主要包括以下几个方面:
首先,吸波材料的结构设计是其吸波原理的关键。
吸波材料通常由导电材料和
介质材料组成,通过合理设计材料的结构和形状,可以实现对特定频率范围内电磁波的吸收。
导电材料的选择和排列方式,以及介质材料的性能对吸波效果都有着重要的影响。
其次,吸波材料的成分也是影响其吸波原理的重要因素。
常见的吸波材料成分
包括铁氧体、石墨、碳纳米管等,它们具有良好的导电性和磁性,能够有效吸收电磁波能量。
此外,吸波材料的成分还包括聚合物、陶瓷等介质材料,它们在吸波材料中起到支撑和分散导电材料的作用。
另外,吸波材料的工作原理与电磁波的特性密切相关。
电磁波在空间中传播时,会与吸波材料发生相互作用,导致电磁波能量被吸收和转化为热能。
吸波材料的结构和成分决定了其对特定频率范围内电磁波的吸收效果,不同类型的吸波材料对不同频率范围内的电磁波有着不同的吸收特性。
总的来说,吸波材料的原理是通过其特殊的结构和成分,实现对电磁波能量的
吸收。
在实际应用中,吸波材料可以根据具体的需求进行设计和制备,以实现对特定频率范围内电磁波的有效吸收。
随着电磁波技术的不断发展,吸波材料的研究和应用也将得到进一步的推广和深化。
各种吸波材料的比较Christopher L Holloway沙斐翻译一前言最早暗室(全电波)建于50年代,用于天线测量。
吸波材料由动物毛发编制而成,外涂一层碳,厚2英寸(5.08cm)。
在2.4~10GHz正入射时,反射系数为-20dB。
60年代,以上的吸波材料被新一代、由一定形状的吸波材料所取代,正入射时反射系数为-40dB。
目前普遍使用的聚氨酯锥体40年代就开始研究,60年代才有产品。
正入射时的反射系数为-60dB。
然而可使用的频率范围较高,要求锥体的厚度(尖顶到基座)至少是几个波长。
电-厚锥体的良好性能主要来源于锥体直接的良好多重反射。
由于锥体的厚度大于波长,锥体的周边反射入射波。
波在相邻的锥体间不断的反射,再反射很多次。
每次反射时总有一部分波被锥体吸收。
因此,仅有小部分抵达锥体基座。
基座吸收后到达金属板,金属板反射后又进入锥体,再通过多重反射和吸收。
最后从锥体的尖返回的波已是非常小了。
电-厚锥体的最佳性能的获得,依靠锥体内渗碳加载的调节,要求碳负载足够小,以便每次波反射时进入锥体的波尽可能多,但渗碳加载又要足够大,以便充分吸收进入锥体的波的能量。
半电波暗室最早用于70年代,作为开阔场地的替代场地,测量辐射发射。
频率范围为30-1000MHz。
但最早暗室中粘贴的典型的吸波材料厚度为3-6英尺(0.91-1.83m)。
显然在30MHz 的频率上,厚度不可能是几个波长。
因此暗室的频率范围被限制在90-1000MHz。
30-90MHz频段的吸波材料开发缓慢,因为无法预测和测量电-薄吸波材料(即厚度<14λ)的性能,只能安装上以后,测量暗室特性来判定。
直到80年代中期,计算和测量技术发展以后,对小型宽带吸波材料的评估才成为可能。
【4】-【6】中叙述了在理论模型中使用“均质化方法”可以精确地计算吸波材料的反射特性。
【7】-【10】中叙述了使用大测试装置直接测小型宽带吸波材料的反射特性。
在整个30-1000MHz的频段都要获得小的反射率,则小型宽带吸波材料必须使用锥形模型,它们在高频段是电-厚模型,但在低频段则是电-薄形材料。
吸波材料参数吸波材料是一种能够有效吸收电磁波能量的材料,广泛应用于电磁兼容、无线通信、雷达隐身等领域。
吸波材料的性能参数对其吸波性能有着重要影响,下面将对吸波材料的参数进行详细介绍。
1. 工作频率范围。
吸波材料的工作频率范围是指其能够有效吸收电磁波的频率范围。
通常来说,吸波材料的工作频率范围越宽,其在不同频段的吸波性能就越好。
因此,选择吸波材料时需要根据实际应用的频率范围来进行合理选择。
2. 吸波性能。
吸波性能是评价吸波材料性能的重要参数,通常用反射损耗和吸收损耗来描述。
反射损耗是指电磁波在材料表面的反射损耗,吸收损耗是指电磁波在材料内部的吸收损耗。
一般来说,吸波材料的反射损耗和吸收损耗越大,其吸波性能就越好。
3. 厚度。
吸波材料的厚度对其吸波性能有着重要影响。
一般来说,吸波材料的厚度越大,其在低频段的吸波性能就越好,而在高频段的吸波性能则会受到影响。
因此,在实际应用中需要根据具体频率范围和吸波要求来选择合适的厚度。
4. 温度稳定性。
吸波材料的温度稳定性是指其在不同温度下的吸波性能稳定程度。
一般来说,吸波材料的温度稳定性越好,其在复杂环境下的吸波性能就越可靠。
因此,在一些特殊应用场景中,需要选择具有良好温度稳定性的吸波材料。
5. 加工性能。
吸波材料的加工性能对其在实际应用中的加工和成型有着重要影响。
良好的加工性能能够保证吸波材料在成型过程中不会出现裂纹、气泡等缺陷,从而保证其吸波性能。
因此,在选择吸波材料时需要兼顾其加工性能。
综上所述,吸波材料的参数包括工作频率范围、吸波性能、厚度、温度稳定性和加工性能等。
合理选择吸波材料的参数,能够有效提高其在电磁兼容、无线通信、雷达隐身等领域的应用性能,为相关领域的发展提供有力支持。
各种吸波材料得比较ChristopherL Holloway沙斐翻译一前言最早暗室(全电波)建于50年代,用于天线测量。
吸波材料由动物毛发编制而成,外涂一层碳,厚2英寸(5、08cm)。
在2、4~10GHz正入射时,反射系数为-20dB。
60年代,以上得吸波材料被新一代、由一定形状得吸波材料所取代,正入射时反射系数为-40dB。
目前普遍使用得聚氨酯锥体40年代就开始研究,60年代才有产品。
正入射时得反射系数为-60dB。
然而可使用得频率范围较高,要求锥体得厚度(尖顶到基座)至少就是几个波长。
电-厚锥体得良好性能主要来源于锥体直接得良好多重反射。
由于锥体得厚度大于波长,锥体得周边反射入射波。
波在相邻得锥体间不断得反射,再反射很多次。
每次反射时总有一部分波被锥体吸收。
因此,仅有小部分抵达锥体基座。
基座吸收后到达金属板,金属板反射后又进入锥体,再通过多重反射与吸收。
最后从锥体得尖返回得波已就是非常小了。
电-厚锥体得最佳性能得获得,依靠锥体内渗碳加载得调节,要求碳负载足够小,以便每次波反射时进入锥体得波尽可能多,但渗碳加载又要足够大,以便充分吸收进入锥体得波得能量。
半电波暗室最早用于70年代,作为开阔场地得替代场地,测量辐射发射。
频率范围为30-1000MHz。
但最早暗室中粘贴得典型得吸波材料厚度为3-6英尺(0、91-1、83m)。
显然在30MHz得频率上,厚度不可能就是几个波长。
因此暗室得频率范围被限制在90-1000MHz。
30-90MHz频段得吸波材料开发缓慢,因为无法预测与测量电-薄吸波材料(即厚度<)得性能,只能安装上以后,测量暗室特性来判定。
直到80年代中期,计算与测量技术发展以后,对小型宽带吸波材料得评估才成为可能。
【4】-【6】中叙述了在理论模型中使用“均质化方法”可以精确地计算吸波材料得反射特性。
【7】-【10】中叙述了使用大测试装置直接测小型宽带吸波材料得反射特性。
在整个30-1000MHz得频段都要获得小得反射率,则小型宽带吸波材料必须使用锥形模型,它们在高频段就是电-厚模型,但在低频段则就是电-薄形材料。
吸波材料原理
吸波材料是一种具有吸收电磁波能力的材料,主要应用于电磁波的隔绝和减弱。
它的原理可以总结为以下几点:
1. 多重界面反射:吸波材料通常由多个层或多个微小结构组成,这些层或结构之间形成了多个界面。
当电磁波入射到这些界面上时,会发生多次反射和透射。
通过设计吸波材料的结构和材料参数,可以实现对特定频段电磁波的反射,从而实现吸波效果。
2. 吸收损耗:吸波材料通常含有一定的电导率或磁导率,当电磁波通过材料时,会引起材料内部电流的产生。
这些电流会产生电阻损耗或磁耗,将电磁波的能量转化为热能,从而实现吸波。
3. 多模匹配:吸波材料的结构可以通过匹配电磁波的波长,并将其引导到材料内部。
在材料内部,电磁波会发生多次反射和干涉,导致电磁能量的吸收和耗散。
4. 表面阻抗匹配:吸波材料的表面阻抗与入射电磁波的阻抗进行匹配,从而实现电磁波的吸收。
通常,吸波材料的表面阻抗应与空气或周围环境的阻抗接近,以确保最大限度的能量转移和吸收。
需要注意的是,吸波材料的设计和选择取决于特定的应用需求和工作频段。
不同的吸波材料在吸波性能、耐用性、成本等方面都有所不同,因此需要根据具体情况进行选择和应用。
吸波材料知识介绍之吸波材料是一类具有特殊结构和性能的材料,能够吸收入射电磁波的能量,并将其转化为热能或其他形式的能量。
在许多领域中都有广泛的应用,如电磁波吸收、电磁辐射防护、电磁干扰控制等。
本文将从吸波材料的基本原理、材料分类、应用领域等方面进行介绍。
吸波材料的基本原理是通过材料内部的结构和成分,使得入射的电磁波在材料中传播时发生反射、散射和吸收等过程,从而减少或消除电磁波的反射和传播。
一般来说,吸波材料的结构中包含了具有特殊形状和尺寸的微观单元,这些微观单元能够与电磁波相互作用,产生吸波效应。
吸波材料的吸波效果主要取决于其微观结构的特点和材料的物理性质。
根据吸波材料的组成和性能,可以将其分为金属吸波材料、多孔吸波材料和复合吸波材料等几类。
金属吸波材料主要是由金属粉末或金属纤维等导电材料制成,其吸波效果主要来自于电磁波在金属材料中的电导损耗。
多孔吸波材料是由具有一定孔隙结构的介质材料制成,其吸波效果主要来自于电磁波在孔隙中的多次反射和散射。
复合吸波材料是由多种材料组合而成,其吸波效果主要来自于不同材料之间的相互作用和协同效应。
吸波材料在军事、通信、电子、航空航天等领域有着广泛的应用。
在军事领域,吸波材料可以用于雷达隐身技术,减少被敌方雷达探测到的可能性;在通信领域,吸波材料可以用于电磁辐射防护,减少电磁波对周围设备和人员的干扰;在电子领域,吸波材料可以用于电磁干扰控制,减少电子设备之间的相互干扰;在航空航天领域,吸波材料可以用于航天器表面的热控制,减少航天器在大气层再入过程中的热损失。
除了上述应用领域外,吸波材料还可以用于电磁波测试和测量、电磁波泄漏探测、电磁波医学治疗等方面。
在电磁波测试和测量中,吸波材料可以用作测试环境的吸波材料,减少周围环境对测试结果的影响;在电磁波泄漏探测中,吸波材料可以用于探测电磁波源的位置和强度;在电磁波医学治疗中,吸波材料可以用于辐射治疗中的辐射剂量控制。
吸波材料是一类具有特殊结构和性能的材料,能够吸收入射电磁波的能量,并将其转化为其他形式的能量。
各种吸波材料的比较Christopher L Holloway沙斐翻译一前言最早暗室(全电波)建于50年代,用于天线测量。
吸波材料由动物毛发编制而成,外涂一层碳,厚2英寸(5.08cm)。
在2.4~10GHz正入射时,反射系数为-20dB。
60年代,以上的吸波材料被新一代、由一定形状的吸波材料所取代,正入射时反射系数为-40dB。
目前普遍使用的聚氨酯锥体40年代就开始研究,60年代才有产品。
正入射时的反射系数为-60dB。
然而可使用的频率范围较高,要求锥体的厚度(尖顶到基座)至少是几个波长。
电-厚锥体的良好性能主要来源于锥体直接的良好多重反射。
由于锥体的厚度大于波长,锥体的周边反射入射波。
波在相邻的锥体间不断的反射,再反射很多次。
每次反射时总有一部分波被锥体吸收。
因此,仅有小部分抵达锥体基座。
基座吸收后到达金属板,金属板反射后又进入锥体,再通过多重反射和吸收。
最后从锥体的尖返回的波已是非常小了。
电-厚锥体的最佳性能的获得,依靠锥体内渗碳加载的调节,要求碳负载足够小,以便每次波反射时进入锥体的波尽可能多,但渗碳加载又要足够大,以便充分吸收进入锥体的波的能量。
半电波暗室最早用于70年代,作为开阔场地的替代场地,测量辐射发射。
频率范围为30-1000MHz。
但最早暗室中粘贴的典型的吸波材料厚度为3-6英尺(0.91-1.83m)。
显然在30MHz的频率上,厚度不可能是几个波长。
因此暗室的频率范围被限制在90-1000MHz。
30-90MHz频段的吸波材料开发缓慢,因为无法预测和测量电-薄吸波材料(即厚度<14λ)的性能,只能安装上以后,测量暗室特性来判定。
直到80年代中期,计算和测量技术发展以后,对小型宽带吸波材料的评估才成为可能。
【4】-【6】中叙述了在理论模型中使用“均质化方法”可以精确地计算吸波材料的反射特性。
【7】-【10】中叙述了使用大测试装置直接测小型宽带吸波材料的反射特性。
在整个30-1000MHz的频段都要获得小的反射率,则小型宽带吸波材料必须使用锥形模型,它们在高频段是电-厚模型,但在低频段则是电-薄形材料。
各类吸波材料的比较Christopher L Holloway沙斐翻译一媒介最早暗室(全电波)建于50年月,用于天线测量.吸波材料由动物毛发编制而成,外涂一层碳,厚2英寸(5.08cm).在2.4~10GHz正入射时,反射系数为-20dB.60年月,以上的吸波材料被新一代.由必定外形的吸波材料所代替,正入射时反射系数为-40dB.今朝广泛运用的聚氨酯锥体40年月就开端研讨,60年月才有产品.正入射时的反射系数为-60dB.然而可运用的频率规模较高,请求锥体的厚度(尖顶到基座)至少是几个波长.电-厚锥体的优越机能重要起源于锥体直接的良许多多少重反射.因为锥体的厚度大于波长,锥体的周边反射入射波.波在相邻的锥体间不断的反射,再反射许多次.每次反射时总有一部分波被锥体接收.是以,仅有小部分抵达锥体基座.基座接收后到达金属板,金属板反射后又进入锥体,再经由过程多重反射和接收.最后从锥体的尖返回的波已是异常小了.电-厚锥体的最佳机能的获得,依附锥体内渗碳加载的调节,请求碳负载足够小,以便每次波反射时进入锥体的波尽可能多,但渗碳加载又要足够大,以便充分接收进入锥体的波的能量.半电波暗室最早用于70年月,作为坦荡场地的替代场地,测量辐射发射.频率规模为30-1 000MHz.但最早暗室中粘贴的典范的吸波材料厚度为3-6英尺(0.91-1.83m).显然在30M Hz的频率上,厚度不可能是几个波长.是以暗室的频率规模被限制在90-1000MHz.30-90MHz频段的吸波材料开辟迟缓,因为无法猜测和测量电-薄吸波材料(即厚度<1 4λ)的机能,只能安装上今后,测量暗室特征来剖断.直到80年月中期,盘算和测量技巧成长今后,对小型宽带吸波材料的评估才成为可能.【4】-【6】中论述了在理论模子中运用“均质化方法”可以准确地盘算吸波材料的反射特征.【7】-【10】中论述了运用大测试装配直接测小型宽带吸波材料的反射特征.在全部30-1000MHz的频段都要获得小的反射率,则小型宽带吸波材料必须运用锥形模子,它们在高频段是电-厚模子,但在低频段则是电-薄形材料.电波入射到电-薄型吸波材料上时,它们并不在乎吸波材料的现实几何外形是锥型照样楔型.相反,它们的行动就象照耀到一固体媒质上,该媒质的有用ε和μ随进入媒质的距离而变化.留意这是有用ε和有用μ和构成吸波材料的现实ε和μ是不同的.最佳的吸波材料供给了从空气阻抗到吸波材料基座的波阻抗的逐渐过渡.准确的渗碳加载可使大部分入射波穿透锥或楔,并在经由过程基座时被接收.更进一步调节渗碳可以使入射波被锥或楔反射的那一部分和从金属板反射后从吸波材估中透出来的那一部分那互相抵消,这种抵消可以获得异常小的反射率.显然只能产生在较窄的频率规模.一般说来渗碳加载对电-厚和电-薄材料的请求是不同的,【6】是以对于工作频率在30-1000MHz的小型宽带吸波材料(锥或楔型),渗碳加载既要斟酌高频时的电-厚,又要斟酌低频时的电-薄情形.这是极富于挑衅性的.60年月初期日本开辟了电-薄型铁氧体瓦作为聚氨酯锥型和楔型的替代物.因为瓦的吸波机能和空气比较接近,在空气-瓦片界面反射很小,入射波直接渗入瓦片.又因为瓦片对磁场损耗大,所以渗入波被接收.若有穿过瓦片的,则被金属板反射,重又回到瓦片,被再次接收.如还有穿出瓦片回到空气中的,则可以象锥型和楔型吸波材料那样,调节瓦片厚度,在必定的较窄的频率规模内使其与瓦片直接反射到空气中的那一部分相抵消.近年来,薄锥和楔(200-1000MHz)+铁氧体瓦+介质层(30-600MHz)构成了超小型宽带“混杂”吸波材料在30-1000MHz获得了很好的机能【14】【15】.本文将论述吸波材料的反射率,包括全锥.绞锥.楔.铁氧体瓦.铁氧体魄混杂吸波材料,将评论辩论它们的优缺陷及其运用.二.吸波材料的反射率反射系数(reflection coefficient )ri E E Γ=(1)反射率(reflectivity )1020log ()R =⋅Γ (dB ) (2)对各类暗室须要什么样的吸波材料,反射率若何,与暗室大小.外形.用处有关.最靠得住方法是先辈行猜测剖析.【16】-【20】论述了在暗室内部进行麦克斯韦方程式的全三维解法.这里绘出一般指点表格,是依据以往的设计和实践总结出来的.表一 吸波材料反射率的一般指点表格45入射,30-1000MHz 正入射,30-1000MHz 45入射,30-1000MHz由表可知:吸波材料在斜入射时的反射率劣于正入射,所以暗室越窄长,对吸波材料的反射率请求越高(例,3m 法和110m 法比较).对吸波材料的反射率请求,发射>抗扰度>军标.因为,NSA 是与坦荡场地的理论值比拟较,请求较严.NSA 划定4dB±的许可值中只有1dB±是给暗室场地的.抗扰度对平均场请求是室内场互比拟较请求低一些,军标本来就没有硬性划定,测试距离又是1m,所以请求更低些.对于斜入射反射率的测试,本来的大测试装配【7】-【10】只能用作正入射测试(30-1000MHz ),假如用拱形架测试【26】【27】斜入射也只能测>600MHz 以上频段.美国NIS T (inBoulderCO )已开辟了一种装配,运用时域测量方法,可以测量30-1000MHz 的斜入射反射率【28】-【30】.三.聚氨酯锥型吸波材料锥的反射率已经可以很准确地用数值模子来盘算,已采用有限元法.矩量法和有限差分技巧【16】【17】【31】-【39】.这些技巧盘算精度高,但太精湛,耗时长.【4】-【6】和【40】中研讨了低频段(即锥或楔型吸波材料的极点之间的距离小于波长的频段)电磁波的互相感化,提出运用“均质化方法”把横截面为周期性变化的构造,算作是横截面是平均的介质,从而可以用大家熟知的Riccati 方程式的数字解法来求出平面波入射到该介质上的反射率.【4】【6】【14】【37】和【39】盘算了锥型极点间距小于1/2波长时的反射率.盘算成果和实测很相符.Riccati 方程解法等效于盘算一个分层区域的分解反射率,但是它须要一个微分方程的数值解法.然而,分层区域的反射率本可以用经典传输线方法得到【41】.本文将运用分层方法盘算.依据“均质化方法”,电波在锥型吸波材料区域中的传播可以算作波在平面分层区域中传播.平面分层垂直于锥的轴向,设为Z.每层由周期性散布的吸波方块构成,假如吸波方块阵的周期小于波长和趋肤效应,于是各层可以被模仿为单轴向异性的材料,材料特征由【5】【40】给出.(1)(1)2()1(1)(1)2()1(1)(1)z o a z o aa o t o o a a o t o o a g g g g g g g g g g εεεμμμεεεεεεμμμμμμ=-+=-+⎡⎤-=+⎢⎥++-⎣⎦⎡⎤-=+⎢⎥++-⎣⎦ (3)式中,o εo μ真空中的参数a εa μ 吸波材料的现实参数 z εz μ各层 z 偏向的参数(轴向) t εt μ各层X.Y 偏向的参数(横向) ()2zg L =(注:当z L =时,zt a εεε==,z t aμμμ==)(3)式中,z ε.z μ是准确的t ε.t μ是近似的,称为 Hashin-Shtrikman 公式【42】以上方程精度为5%【43】.平面波入射到一个轴向异性的分层区域时,各层的有用ε和μ由【5】【40】给出.()2sin o o eff y zeff xμεθεθεμμμ=-=对于垂直极化( TE )(4)式中,θ为入射角()2sin o o eff y zeff xμεθμθμεεε=-=对于平行极化 ( TM ) (5)所谓垂直极化(TE )是指电场与入射面垂直; 平行极化(TM )是指电场与入射面平行.图1 标准聚氨酯锥(氨基甲酸酯urethane )示意图【41】(运用经典传输线理论)Kong 给出了分层区域的分解反射率()201oz oj k d e θΓ=Γ10011102()220121201111z z z z j k k d j k d j k d e e e +⎡⎤-⎢⎥Γ⎣⎦++Γ⎛⎫ ⎪Γ⎝⎭()()21111212()22122112111z z n n z z j k k d j k d j k d n n e e e --+-⎡⎤-⎢⎥Γ⎣⎦++⋅⋅⋅+Γ⎛⎫ ⎪Γ⎝⎭()()()1112()21221111nz n n z nz nnz n j k k d n n j k d nt j k d n n e e e---+--⎡⎤-⎢⎥Γ⎢⎥⎣⎦++Γ⎛⎫ ⎪Γ⎝⎭ (6)式中nd 是指从区0和区1到区n和区1n +的总距离.()1n n -Γ是区1n -和区n间的反射系数,由下式给出:()()()11111n n n n n np p ----Γ=+ (7)()()()111nz n z n n nz n zk p k μμ---=对于TE 波()()()111nz n z n n nz n zk p k εε---=对于TM 波式中nz k是Z 偏向区n 的传播常数,由下式给出()nz k θ= (8)本文盘算反射率时所用的材料参数来自于“附录”,请查阅. 图2,正入射时的反射率,锥为:1.22(4) 1.02(40.16)()0.2(7.87)()m ft m in L m in D =+图3,正入射时的反射率直径为:=+m ft m in L m in D2.44(8) 2.10(82.67)()0.34(13.33)()渗碳加载10%.26%.34%,频率30——1000MHz8ft 锥比4ft锥的反射率至少低10dB.图2 1.22m (4ft) 聚氨酯锥阵.三种不同渗碳加载的正入射反射率图2和图3显示4ft锥最佳渗碳加载为34%,8ft锥为26%.锥的感化象阻抗匹配收集.渗碳负载量决议锥的有用特征阻抗.碳负载过高则阻抗变化(从自由空间到吸波材料基座)太峻峭,引起入射波从锥尖邻近区域反射.反之,渗碳负载过低,则入射波透入锥体后不被接收,从而被金属墙反射.图4和图5是正入射和45入射时的反射率,长度分离为4ft和8ft,渗碳加载为26%(典范值).图3 2.44m (8ft) 聚氨酯锥阵.三种不同渗碳加载的正入射反射率图4的反射率(4ft锥)相符军标和抗扰度请求,在70-1000MHz相符辐射测试请求.这相符【3】German报告的成果,该报告论述了35个半电波暗室,暗室运用锥体厚度m ft m ft测得NSA在90MHz以上与坦荡场地根本相符.0.9(3)~2.0(6.6)0和45斜入射时的反射率图4 1.22m (4ft) 聚氨酯锥阵.26%渗碳加载图5的反射率(8ft锥)相符军标.抗扰度和3m法辐射测试请求(40~1000MHz)可见,锥体厚度以加一倍后,使40-70MHz频段也相符了辐射测试请求.Holloway和Kuester【6】和Gibbons【44】曾经证实在3m半暗室安装8ft(2.44m)甚至6±ft(1.83m)的锥体就可以在30-1000MHz内使NSA达到4dB 的请求,只要恰当地调剂锥长L,而仍保证+=,这时渗碳负载为典范值26%.图6显示了调剂的成果,L的调剂在30-L D ft840MHz内对反射率的影响很大.0和45斜入射时的反射率图5 2.44m (8ft) 聚氨酯锥阵.26%渗碳加载L).26%渗碳加载的正入射反射率图6 2.44m (8ft) 聚氨酯锥阵.各类竖直长度(图7 2.44m (8ft) 聚氨酯锥阵.L=2.08m (6.82ft).26%渗碳加载的和45斜入射反射率图7显示了8ft 锥当2.08(6.82)L m ft =时,26%渗碳负载时无论是正入射和斜入射都相符军标.抗扰度.3m 法(30-1000MHz )辐射测试的请求.图8 聚氨酯绞锥图示四 绞锥(TWISTED URETHANE RYRMIDS )绞锥即把锥体转45构成锥体群,如图8所示,可以节俭材料.其有用材料特征如下【43】:()00z a g εεεε=+-()()()()()()12111ln 1111ln 11tm f f f f εε-⎛⎫⎡⎤∆---∆+∆-⎣⎦⎪ ⎪∆--++∆-⎡⎤⎣⎦⎝⎭ (9)式中对 12z L <:0m εε=. 2z f L =.22z g L ⎛⎫= ⎪⎝⎭.0aεε∆=对12z L >:m a εε=.21z f L ⎛⎫=- ⎪⎝⎭.212L z g L -⎛⎫=- ⎪⎝⎭.0a εε∆=图9和图10分离为4ft (1.22m )和8ft (2.44m )绞锥,26%渗碳负载的正入射和40入射时的反射率,盘算方法仍可采用第三节的分层法.由图9可以看出4ft绞锥相符军标,但抗扰度和3m法辐射值在135-1000MHz中相符请求;8ft绞锥相符军标,但抗扰度和3m法辐射值在70-1000MHz中相符请求;固然绞锥不如正规锥体好(图4,图5),但Gibbons【44】显示采用不同几何外形和渗碳负载,绞锥可以优化而获得与标准锥同样的反射率.Gibbons还论述了用2.74m(9ft)绞锥可以达到军标.抗扰度.3m法.10m法的请求.0和45入射的反射率图9 1.22m(4ft) 聚氨酯绞锥.26%渗碳加载0和45入射的反射率图10 2.44m(8ft) 聚氨酯绞锥.26%渗碳加载五.铁氧体瓦和格铁氧体瓦可以用经典传输线方程来建模.背后为金属墙的铁氧体瓦的反射率为Z Z ηη-Γ=+ (10)式中μηε=(11)2211dde Z e γγη---=+(12)式中d 为瓦厚度,γ式体传播常数j γϖμε= (13)铁氧体魄(亦成华夫格)见图11,也可用【5】所述的“均质化”方法建模,但与锥体不同的是有用ε,μ不随波的传播变化(即与轴向无关),并且材质是空气和铁氧体.图 11 铁氧体魄(华夫格)构造图示Nakamura 和Hirasawa 【45】进行了雷同周期构造的数值剖析发明Hashin-Shtrikman 上界(最大化)(由【42】【43】给出)与铁氧体魄的周期性构造的有用材料特征相干性很大,所以铁氧体魄的横材料特征可以近似为:00112112a aa ag t a gg t a gεεεμμμεεμμ-+--+-=+=+(14)式中:22ag p =(格的尺寸),填充系数a μ.a ε 为铁氧体材料的现实复参数z ε.z μ与(3)式雷同,即()()0011z a z ag g g g εεεμμμ=-+=-+ (3)式中22ag p =.以上横截面参数可以代入(12)式求得铁氧体魄的反射率.假如(14)中的材料参数与Keller 定标理论互订交流(?)则(3)就得到了(Hashin-Shtrikman 下界,由【42】【43】给出).图12 6.38mm (0.25in) 铁氧体瓦0和45入射的反射率图12为铁氧体瓦(材料特征见附录)的反射率,600MHz 以下机能很好,600MHz 以上就变坏,可相符军标.抗扰度和3m 法(<600MHz ).铁氧体魄的反射率与填充系数g 亲密相干,格比瓦的利益在于g 可以转变,使反射率最小点落在所需频率上.格的频率规模可以超过瓦,只要精心设计厚度d.填充系数g.铁氧体材料特征.图13显示了18mm 厚,g=0.725的格的最佳反射率(材料参数见【47】),正入射和45º入射,反射率相符军标.抗扰度.3m 法(30~1000MHz ).0和45入射的反射率图13 18mm厚,g=0.725的格.7%渗碳加载的图14 聚氨酯锥和铁氧体瓦混杂吸波材料图示六.混杂吸波材料小锥体在200MHz以上有很小的反射率,而铁氧体瓦在600MHz以下有较好的机能,所以可把二者联合起来,从而在全频段都可达到较好的反射率,称混杂吸波材料.剖析混杂吸波材料时,可用(3)的有用材料特征剖析锥体,用第五节的方法剖析瓦.图15显示正入射时的反射率,混杂吸波材料0.616m (2.02ft) =0.61m (2ft) 锥(7%,26%渗碳加载)+6mm (0.24in) 铁氧体瓦.图中又画出了单锥单瓦的反射率.由图可知,7%锥和瓦的组合可以相符全频段反射率的须要.单锥单瓦都不行,26%锥和瓦的组合200MHz以下也不相符,这就可以看出锥和瓦组应时匹配的重要性.图16是7%锥和瓦的组应时正入射和45º斜射时的反射率,相符全频段请求.图150.612m (2.02ft)锥/铁氧体瓦混杂吸波材料(瓦厚6mm)的正入射反射率混杂吸波材料也可由绞锥和瓦构成,反射率盘算可用(9)式的有用材料特征参数.0.61 m(2ft)绞锥和6mm (0.24in)瓦的组合,反射率和图15.16异常接近.图16 图15 0.616m (2.02ft)锥/铁氧体瓦混杂吸波材料(瓦厚6mm)0和45入射的反射率图15和16的反射率是由商用锥和瓦盘算得到的,10m法所需的低反射率可以经由过程体系的转变材料特征和尺寸的方法获得.七.楔和瓦混杂吸波材料楔的模子在【6】【40】中论述,对于特别的极化情形楔比锥更好,于是人们想到在混杂吸波材估中把楔的偏向交叉安排,如图17所示,可能使机能更好.图 17 楔交叉阵图示【5】【40】给出了楔的有用材料特征参数如下:()()1110111011x a x ag g g g εεεμμμ------=-+=-+ (15)式中zg L =,a ε.a μ为楔的现实复参数.上述(15)式是对应于楔安排在统一偏向的情形,Nevard and Keller 【48】给出了楔偏向交叉安排时的修改,指出周期对的2维异性介质的电导率σ是地位的函数,可由下式给出12eff σσσ= (16)同理可以为:t x y t x yεεεμμμ== (17)把(15)代入(17)即可得每层的有用特征参数,然后用第三节的分层法可盘算吸波材料的反射率.0和45图18 0.61m(2ft)交叉安置的楔,10%渗碳负载,与6.38mm(0.25in)铁氧体瓦构成的混杂吸波材料的入射的反射率图19铁氧体瓦/介质混杂材料的图示图18显示了0.61m(2ft)交叉安置的楔,10%渗碳负载,与6.38mm(0.25in)铁氧体瓦构成的混杂吸波材料的反射率,包括正入射和45º斜射.这些反射率相符军标,但抗扰度和3m法仅在300~1000MHz相符.然而,经由过程优化材料特征和楔的尺寸,可以知足全频段须要【15】.八.瓦和介质层图12.13显示铁氧体瓦和格在600~1000MHz时的反射率恶化,但只要在铁氧体和金属板之间加一层介质,如图19所示,就可以解决该问题,使反射率减小.图20显示了5.0mm (0.2in) 瓦背面加9.53mm (3/8in).12.7mm(1/2in)和19.05mm(3/4in)厚的商用胶合板,设介电常数为2.0时的正入射的反射率.由图可知这种组合在600MHz以上的反射率没有恶化.图21显示了瓦/介质层对不同瓦厚度的正入射的反射率,瓦厚度影响反射率并且影响最小值的产生频率.介质层厚1.27cm(1/2in),瓦厚4.5.6.7mm.图20 5.0mm (0.2in) 瓦.各类厚度的介质层构成的的混杂吸波材料正入射的反射率图21 介质层厚1.27cm (1/2in).各类厚度的铁氧体瓦构成的混杂吸波材料正入射的反射率0和45入射时的反射率图22 5mm (0.2) 瓦加1.27cm (1/2in) 胶合板图22显示了正入射和45º斜射时的反射率,瓦厚5mm(0.2in),介质厚1.27cm(1/2in).仍不相符3m法请求.九.锥加瓦加介质层瓦加介质层的斜射特征可以经由过程锥加瓦加介质层来改良,如图23所示.图24是这种混杂吸波材料的正入射和45º斜射时的反射率.图中小锥为0.64m(2ft),7%渗碳加载,加6mm(0.24in)瓦和1.27cm(1/2in)的胶合板,反射率可以相符军标,抗扰度和3m法辐射请求.图25中尺寸雷同,但小锥碳负载为26%,可以看出低频段30~200MHz反射率加大,解释碳负载过大,使入射波被锥体反射而不是被瓦接收.图23 锥/铁氧体/介质层混杂吸波材料的图示图24 0.61m (2ft) 锥(7%渗碳加载)+6mm (0.24in) 瓦+1.27cm (1/2in) 胶合板的混杂吸波材料的反射率图25 0.61m (2ft) 锥(26%渗碳加载)+6mm (0.24) 铁氧体瓦+1.27cm (1/2in) 胶合板的混杂吸波材料的反射率图26 锥/铁氧体/介质层(在锥和铁氧体间参加三层氨基甲酸乙酯(urethane))的混杂吸波材料的反射率可以进一步改良这种构造,即再在锥和瓦之间加若干层聚氨脂材料.图26是小锥加三层不同材料特征和厚度的聚氨脂层加瓦加介质层的正入射和45º斜射的反射率.如各部分调节得好,相符10m法请求也不成问题.十.各类吸波材料的布置典范的标准锥和绞锥在100~1000MHz有较低的反射率,他们的厚度至少大于λ/4.铁氧体瓦在30~600MHz机能较好,他们的组合可在30~1000MHz宽带规模内获得优越的反射特征.锥体的斜射反射率比铁氧体瓦小,因为锥体可以算作分层构造,每层都有不同的材料特征,对于斜射波就象一个阻抗交流收集.这种机理已经被用来设计对某些特别角度具有最优机能的吸波材料.【50】论述了一种吸波材料可以获得异常好的斜射反射机能,吸波材料运用多层不同厚度和介电常数的介电层.比较图12.15和16可以看出,锥/瓦,比单瓦的机能有所改良.瓦的高频机能可以在瓦和金属墙间简略插入一块介质层来改良,图20.22解释反射率在60 0MHz以上低于-20dB.【51】-【54】指出采用多层设计可以获得更宽的频率机能.介质层能调节吸波材料使之改良高频机能,经由过程转变介质层和瓦的厚度吸波材料可以调节到针对某个频段改良反射特征,假如想抑止某个尺寸的暗室中产生不须要的谐振频率,这一点很重要.图22.24解释在瓦/介质层前放一个小锥,在500-1000MHz反射率变坏,但30-8 0MHz机能却得到改良.从本文给出的成果来看,不同的吸波材料的机能变化很大,那么“对一个特定的暗室,应当采用什么样的吸波材料?”该问题无肯定答案,但对于常用的一些暗室(军标.抗扰度.发射),以下将给出一些选择吸波材料的指南:军标测量用暗室是三者中最易相符的,请求是(见表1)正入射反射率在50MHz-250M Hz为-6dB,250MHz以上为-10dB.假如暗室测量在1GHz以下,仅运用铁氧体瓦就可知足请求.留意对某些商用铁氧体瓦,可能须要一层介质层(例胶合板)来进步1GHz邻近的机能.今朝有些军标暗室请求30Hz-1 8GHz,则需运用商用混杂吸波材料,以知足宽带请求,这时铁氧体瓦和锥体的匹配应十分留意.铁氧体在1GHz以下工作优越,小锥体在1GHz以上工作优越.但当二者组应时,如不留意“匹配”则1~5GHz可能产生很大的反射.抗扰度测量暗室依据表1,正入射反射率在80-1000MHz时应小于-18dB.小锥(标准或绞锥)和瓦的组合可以相符请求.图20表明瓦/介质层也可知足请求,并且因为没有小锥可以省钱.抗扰度暗室的频率上限可以扩大到3GHz,锥/瓦成果可以达到3GHz.-18dB反射率的请求,更重要的是瓦/介质层构造只要恰当选择瓦厚和介质层厚度也可达到请求.有些新的开辟中的铁氧体魄也可能达到请求.三者中最艰苦的是用于辐射测量用的暗室.依据表1,45斜入射的反射率3m法请求-12dB,10m请求-15dB.单瓦或瓦/介质层都无法知足请求,因为它们的斜射特征很差.所以一般才用长锥体或小锥/瓦/介质层的吸波材料.因为长锥体价钱贵,常采用后者.图24.26显示这种混杂吸波材料在全频段具有很好的斜射特征.许多暗室都安装这种吸波材料.有些暗室运用大的交叉楔型混杂吸波材料.铁氧体魄可以相符3m法请求(见图13),然而还没见可以相符10m法请求的格.今朝有一些新的吸波材料构造正在开辟用于EMC暗室.例如中空锥体【36】和薄瓷层【51】-【54】.最有意思的一种正在研发的吸波材料是chiral材料【55】-【57】,把手性chiral)吸波材料(译注:手性材料(chiral material)——是指一种物体与其镜像不消失几何对称性且不能经由过程任何操作使之与其镜像相重合的现象,具有手性特征 .)30-1000MHz今朝还不太成熟,但把它和本文中的其他吸波材料构造相联合,就有才能在很宽的频率规模中具有很低的反射率.十一结论本文给出了用于军标.抗扰度.辐射测量暗室的吸波材料的一般反射率请求.目标是选择适合的吸波材料.但该请求仅是通用指南,暗室的特征与其尺寸有关.例如尺寸的转变就可以转变室内的谐振频率,这可能转变抗扰度的请求.又例如,暗室变宽一点则对辐射暗室斜入射的请求可能松一点.相符这些请求并不能完整保证暗室指标及格,最靠得住的方法是在建造暗室进步行暗室内部麦克思韦方程式的三维剖析.本文所绘的反射率都是由锥.斜模子.铁氧体魄和交叉楔模子盘算得到.这些模子比较简略可以在一般盘算机上完成.本文研讨的各类不同吸波材料都基于商用材料,假如这些构造合材料机能可以转变,则可能获得更好的成果.附录表2是用于本文盘算的铁氧体瓦的材料特征参数.表3是聚氨酯吸波材料的材料特征参数,它们都是商用材料参数可从厂家得到.参考材料【4】-【6】【40】均质化方法(分层法)准确盘算锥体的反射特征【7】-【10】大测试装配测量“小型宽带吸波材料”的反射特征【6】渗碳加载对电-厚.电-薄材料的不同请求【14】【15】混杂吸波材料(锥+瓦+介质层)【16】-【20】暗室内部麦克斯韦方程的三维解法【26】【27】用拱形架测试斜入射反射率(>600MHz)【28】-【30】NIST运用时域法测量斜入射反射率(30-1000MHz)【16】【17】,【31】-【39】采用有限元法.矩量法.有限差分法盘算锥的反射率 【4】【6】【14】【37】【39】盘算锥顶间距小于2时的反射率 【41】用经典传输线方法盘算分层区域的反射率 【5】【40】【42】【43】单轴向异性材料的特征盘算 【3】35个半电波暗室运用不同长度锥测得的NSA 构造【6】【44】 3m 法暗室中运用8ft 锥并调剂锥长后测得的NSA 成果 【43】【44】绞锥的盘算 【47】铁氧体的材料参数 【5】【6】【40】楔的盘算 【48】【15】楔+瓦的盘算【50】-【54】多层设计的混杂吸波材料盘算 【36】中空锥体(新型) 【55】-【57】chiral 材料。
第八章隐身技术及隐身材料简介§8.1 雷达隐身技术及吸波材料§8.1.1 雷达隐身技术现代军事技术的迅猛发展,世界各国的防御体系被敌方探测、跟踪和攻击的可能性越来越大,军事目标的生存能力和武器系统的突防能力受到了严重威胁。
因而,武器的隐身得到了广泛的重视,并迅速发展,形成一项专门技术——隐身技术(stealth technology)。
它作为一项高技术,与激光武器、巡航导弹被称为军事科学上最新的三大技术成就。
隐身技术是指在一定范围内降低目标的可探测信号特征,从而减小目标被敌方信号探测设备发现概率的综合性技术。
现代隐身技术按目标特征分类,可分为可见光隐身技术、雷达或微波隐身技术、红外隐身技术、激光隐身技术和声波隐身技术,其中雷达隐身占60%以上,因而雷达波隐身技术是当前隐身技术研究的重点[1]。
雷达隐身涂料的发展使得隐身目标的战场生存能力和武器系统的突防能力得到了极大的提高,并在近十年的局部战争中发挥了重大作用,影响了现代战争的模式和概念。
早在20世纪30年代,荷兰就首先将吸波材料用于飞机隐身[2]。
其后,德、美等国也将吸波材料用于飞机和舰艇。
到60年代,美国将吸波材料用于U-2、F-117等飞机上。
80年代中后期相继面世的美国隐形飞机无疑代表了吸波材料实际应用的巨大成就。
其中,最有代表意义的是F-117、B-2、F-22等隐形飞机。
F-117隐身战斗机成功并系统地运用了各种缩减雷达散射截面的措施,使其RCS值减小到0.025m2;B-2隐形轰炸机的RCS值为0.1m2;而人的RCS值为1m2[3]。
雷达隐身技术的核心是缩减目标的雷达截面积(RCS)。
减少武器RCS值的途径主要有三条:(1)外形隐身技术。
通过外形设计来消除或减弱散射源,特别是强散射源。
(2)阻抗加载技术。
通过加载阻抗的散射场和武器的总散射场互相干涉来减少RCS。
(3)材料隐身技术。
通过材料吸收或透过雷达波来减少RCS值。
隔音材料和吸音材料区别和降噪效果不同吸音材料和隔音材料是目前室内降噪效果较好的两种方式,通过以吸音板为首的吸音材料和以隔音板为首的隔音材料实现现代室内外降噪,两种降噪方式原理上有所差距,但是在效果上以及装饰性能上具备着较好表现,所以对于现代吸音我们就需要从这些方式入手展开深入的了解了。
吸音材料:通常是带孔的材料,也有特殊情况是不带孔的薄板材料。
当声波传到吸声材料表面时,声能在吸声材料的空隙里的空气产生摩擦振动,将声能转化成热能消耗掉。
最好的吸声材料也只能吸收几个分贝,但是一块普通的隔声材料却能取得几十分贝的隔声效果。
重播在工程上,吸音材料和隔音材料所解决的目标和侧重点不同,吸音处理所解决的目标是减弱声音在室内的反复反射,即减弱室内的混响声,缩短混响声的延续时间即混响时间;在连续噪声的情况下,这种减弱表现为室内噪声级的降低,此点是对声源吸声材料同处一个建筑空间而言。
而对相邻房间传过来的声音,吸音材料也起吸引作用,从而相当于提高围护结构的隔声量。
一、吸音材料是把人为制作噪音给吸收掉,如KTV、酒吧、家庭影院、音乐厅、录音棚等等,所用到的吸音材料有孔木吸音板、无机纤维喷涂、槽木吸音板、聚酯纤维吸音板、布艺软包吸音板、吸音棉等。
二、隔音材料是将外界制作的噪音进行隔离,以及不让噪音给传出去,如家庭影院、KTV酒吧、音乐厅、陈述厅等等,所用到材料有隔音墙体、蜂窝隔音板、隔音毡、隔音板等。
吸音材料与隔音材料相对来说是隔音材料会更好些,假若吸音隔音材料相结合运用,那比只做吸音及隔音作用为之更好,有几个特色:1,装修可以灵活运用,按照自己的规划会对审美情趣有很好的作用。
2、吸音隔音作用甚好能免除噪音烦恼及邻近公民的投诉。
3、视听音乐方面作用更逼真更动听。
总结;如今社会广大客户所挑选吸音隔音材料有:槽木吸音板、无机纤维喷涂、布艺软包吸音板、皮革软包吸音板、隔音毡、吸音棉、聚酯纤维吸音板、孔木吸音板等。
这些材料用的都比较广泛然后得到了广大客户的喜爱。
吸波材料概述
吸波材料是一种能够吸收电磁波的材料。
它的主要作用是将电磁波的能量转化成热能来消耗电磁波,在某些场合可以达到减少电磁波的反射和传播的目的。
吸波材料有许多种类,主要分为有机吸波材料和无机吸波材料两类。
有机吸波材料多用于高频电磁波吸收,包括一些聚合物、导电聚合物和吸波涂料等;无机吸波材料则多用于低频电磁波吸收,主要由铁、镍、铜、炭黑等材料制成。
有机吸波材料的主要成分是聚合物,这些聚合物具有很好的吸收电磁波功能。
常用的有机吸波材料包括:
1、碳纤维:碳纤维是一种具有很好的电磁波吸收性能的有机吸波材料。
它的主要成分是碳纤维复合材料,由于其高强度、低密度等优点,近年来已被广泛应用于电磁波吸收材料领域。
2、聚苯胺:聚苯胺是一种导电聚合物,它具有良好的电磁波吸收性能。
聚苯胺的吸收能力主要是由其空气过滤机的导电特性和柔软的聚合物链结构所引起的。
3、吸波涂料:吸波涂料是一种以含吸波结构的树脂为基础,加入导电颜料及吸波填料后制成的涂料。
吸波涂料具有绝缘性良好、柔软、耐热性强等特性,可以应用于军事领域、无线通信等领域。
无机吸波材料是一种利用金属吸波结构和磁性材料体系的材料。
这些材料可以在低频电磁波范围内发挥较好的吸波效果。
常见的无机吸波材料包括:
1、铁:铁是一种具有良好电磁波吸收能力的无机吸波材料。
其吸收能力主要是由其磁性材料的性质所引起的。
总结起来,吸波材料具有很好的吸收电磁波能力,是电磁波隐身等领域的重要基础材料。
实际应用中可根据需求选用不同类型的吸波材料,以达到最佳的吸收效果。
目前吸波材料分类较多,大致可分为以下几大类:一、按材料成型工艺和承载能力吸波材料可分为涂覆吸波材料和结构型吸波材料。
二、按吸波原理1、吸收型吸波材料,它是本身对电磁波进行吸收损耗,基本类型有复磁导率与复介电常数相等的吸收体,阻抗渐变“宽频”吸收体和衰减表面电流的薄层吸收体。
2、干涉型吸波材料,则是利用吸波层表面和底层两列反射波的振幅相等相位相反进行干涉相消。
三、按材料的损耗机理1、电阻型损耗,此类吸收机制和材料的导电率有关,导电率越大,载流子引起的宏观电流越大,从而有利于电磁能转化成为热能。
如碳化硅、石墨等属于电阻型吸波材料。
2、电介质损耗,它是一类和电极有关的介质损耗吸收机制,就是通过介质反复极化产生的“摩擦”作用将电磁能转化成热能耗散掉。
如钛酸钡之类的是属于电介质型吸波材料。
3、磁损耗,这类吸收机制是一类和铁磁性介质的动态磁化过程有关的磁损耗,可以细化为:磁滞损耗,阻尼损耗、旋磁涡流、以及磁后效应等,主要来源是和磁滞机制相似的磁畴转向、磁畴壁位移以及磁畴自然共振等,如铁氧体、羟基铁等是属于磁损耗吸波材质。
四、按研究时期1、传统吸波材料,如铁氧体、钛酸钡、金属微粉、石墨、碳化硅、导电纤维等都属于传统吸波材料,其中铁氧体吸波材料和金属微粉吸波材料研究和应用比较多,性能也较好。
2、新型吸波材料,包括纳米材料、手性材料、导电高聚物、多晶铁纤维及电路模拟吸波材料等,它们具有不同于传统吸波材料的吸波机理。
其中纳米材料和多晶铁纤维是众多新型吸波材料中性能好的两种。
五、按材料1、铁氧体吸波材料,它是一种复介质材料,对电磁波的吸收既有介电特性方面的极化效应又有磁损耗效应。
具有吸收率高、涂层薄和频带宽等优点,被广泛应用于各个领域。
2、金属微粉吸波材料,通常所指的金属微粉的粒度为0.5~20μm。
金属微粉吸波材料具有居里温度高、温度稳定性好、在磁性材料中有着磁化强度高、微波磁导率较大、介电常数较高等优点,因此在吸波材料领域得到广泛应用。
屏蔽罩的材料屏蔽罩是一种用于屏蔽电磁辐射的材料,广泛应用于电子设备、通信设备、航空航天等领域。
选择合适的材料对屏蔽效果至关重要,下面将介绍一些常见的屏蔽罩材料及其特性。
1. 金属材料。
金属材料是常见的屏蔽罩材料,如铝、铜、钢铁等。
金属材料具有良好的导电性和屏蔽性能,能够有效地吸收和反射电磁辐射。
此外,金属材料还具有较高的机械强度和耐腐蚀性,适用于各种环境条件下的应用。
然而,金属材料的重量较大,制造成本较高,且容易产生电磁泄漏,需要采取一定的工艺措施来提高屏蔽效果。
2. 合金材料。
合金材料是由两种或两种以上金属或非金属物质按一定的比例混合而成的材料。
合金材料具有优异的导电性和机械性能,能够在一定程度上提高屏蔽效果。
常见的合金材料有铝合金、镍合金、钛合金等,它们具有较低的密度和良好的加工性能,适用于制作轻量化和复杂形状的屏蔽罩。
然而,合金材料的成本较高,需要根据具体的应用场景进行选择。
3. 碳纤维材料。
碳纤维材料是一种具有优异导电性和机械性能的新型材料,具有较低的密度和高强度,能够有效地吸收和屏蔽电磁辐射。
碳纤维材料还具有良好的耐腐蚀性和耐磨性,适用于复杂环境下的应用。
此外,碳纤维材料还具有良好的抗疲劳性和耐高温性能,能够满足长期稳定工作的要求。
然而,碳纤维材料的制造成本较高,需要采取一定的工艺措施来提高屏蔽效果。
4. 合成材料。
合成材料是由两种或两种以上的材料按一定的比例混合而成的材料,具有优异的导电性和机械性能,能够在一定程度上提高屏蔽效果。
常见的合成材料有导电塑料、导电橡胶等,它们具有较低的密度和良好的加工性能,适用于制作轻量化和柔性的屏蔽罩。
然而,合成材料的导电性能和机械性能较金属材料和合金材料差,需要根据具体的应用场景进行选择。
总结。
屏蔽罩的材料选择是影响屏蔽效果的关键因素,不同的材料具有不同的特性和适用范围。
在实际应用中,需要根据具体的需求和环境条件选择合适的材料,以达到最佳的屏蔽效果。
吸波材料有哪些
吸波材料是指具有良好吸收电磁波能力的材料。
下面将介绍几种常见的吸波材料:
1. 合金吸波材料:合金吸波材料主要是通过使金属电磁波在材料内部多次反射和衰减来实现吸波效果。
常见的合金材料包括镍锌铜合金(Ni-Zn-Cu),镍锌铁合金(Ni-Zn-Fe)等。
2. 碳纤维吸波材料:碳纤维具有良好的导电性和吸波性能,可广泛应用于电磁波吸收领域。
碳纤维吸波材料具有质量轻、耐热性好、耐腐蚀等优点,特别适用于高温和恶劣环境下的吸波需求。
3. 磁性材料吸波材料:磁性材料由于其磁化性能,可吸收电磁波,并将其转化为热能进一步消散。
常用的磁性材料有铅、钙钛矿铁氧体、砷化铁等。
4. 多孔材料吸波材料:多孔材料具有较大的内部表面积,能够提供更多的吸波来源,并增加电磁波与材料之间的相互作用。
常见的多孔材料有泡沫金属、炭黑等。
5. 涂层吸波材料:涂层吸波材料是将吸波材料粉末与粘结剂混合后涂覆在需要吸波的物体表面上。
常见的涂层吸波材料有橡胶基、环氧基、聚氨酯基等。
吸波材料的选择要根据具体的电磁波频率范围和需要吸波的环境条件来确定。
不同的材料具有不同的吸波特性和效果,需要
根据具体的应用需求进行选择和设计。
同时,吸波材料的制备和应用技术也在不断发展和创新,未来将会有更多高性能的吸波材料问世。
屏蔽箱内部吸波材料帖胶和贴棉的区别
大家看到过的屏蔽箱,一般都是贴吸波棉和吸波胶,那么吸波材料分哪些种呢?那么他们起到的作用是什么呢?吸波棉和吸波胶又有哪
些区别呢?
吸波材料一般是指可以吸收反射电磁波的材料,常用于微波暗室内,以防止电磁波辐射对环境的影响。
屏蔽箱属于一种比较小的暗室。
而吸波材料一般有平面吸波波,角锥吸波棉,蜂窝吸波材料,地板吸波铁氧体等,一般吸波材料的主要成分都是吸波铁氧体,通过耗能材料铁氧体把电磁波中的电场和磁场转化成热量损耗掉,吸收掉。
对于屏蔽箱来讲一般小型屏蔽箱常用于测试手机,蓝牙,汽车电子,wifi等无线产品,频率在300M-6000M之间,对于这个频率应该选用的吸波材料,我有自己的一些了解,对于2.4G以下的吸波材料选取一般是用吸波棉,而在2-6G的常用吸波胶,而一般吸波胶是吸波棉材料成本的十几倍以上。
吸波棉在使用过程中受温度,湿度等外界环境的影响比较大,随着时间的递增,其指标一般也会逐渐减弱,而吸波胶受环境的影响是比较小的,而且吸波胶所含的铁氧体比吸波棉多很多,对于能量的损耗自然也就要强很多。
所以我们一般会选用吸波胶作为屏蔽箱内部的吸波材料。
而且我们的吸波胶在北京航天207所,中国最权威的测试报告对于我们使用的吸波材料的评价也很高。