有耗频率选择表面蜂窝吸波复合材料的电磁性能

陈育秋^1,2，祖亚培¹，宫骏¹，孙超¹，王晨³

1. 中国科学院金属研究所2. 中国科学院大学3. 澳汰尔工程软件(上海)有限公司

摘 要：采用芳纶纸蜂窝与有耗频率选择表面复合设计兼具重量轻、强度高及吸波带宽宽的蜂窝吸波复合材料,研究了蜂窝吸波复合材料中蜂窝的厚度和有耗频率选择表面对结构电磁性能的影响。用等效电路法分析了传统孔径型方环有耗频率选择表面的电磁波吸收原理及该结构在宽频电磁吸收方面的缺陷。使用开槽的方法增大该结构等效电容的作用,在保持高频吸收性能基本不变的情况下增大了低频吸收峰,改进了结构的低频吸收性能,使吸波带宽展宽1倍以上。通过matlab计算出等效电容和等效电感,结果表明:方环形有耗频率选择表面的环宽度只改变等效电感的大小,等效电容保持不变;等效电感的大小主要影响高频吸收峰位,等效电容的大小主要影响低频吸收峰位。蜂窝厚度主要影响低频吸收峰值和高频吸收峰位。基于以上特性设计出具有宽频电磁波吸收性能、厚度为6 mm的蜂窝夹芯结构吸波材料:在6 mm蜂窝介质表面覆盖开槽方环形有耗频率选择表面,最下面为金属反射层,其-10 d B的电磁波吸收带宽达到14 GHz。测试结果与设计结果基本一致。

关键词：金属材料;蜂窝吸波复合材料;电磁性能;有耗FSS;等效电感;等效电容;