[发明专利]一种兼容耐温性能与力学性能的超宽频吸波结构及其制备方法

说明书

本发明提出一种兼容耐温性能与力学性能的超宽频吸波结构及其制备方法，从外而内由无机抗氧化层、陶瓷基复合材料层、气凝胶层、周期结构层、陶瓷基复合材料层、磁性吸波材料层、电磁屏蔽层等组成。在超宽频吸波结构的外表层采用周期结构设计具有隔热性能的电损耗型耐高温吸波结构，实现对高频电磁波地有效吸收和隔热降温，以确保底层磁性吸波材料处于较低的工作温度，同时保证其隐身性能基本不变，最终获得兼容耐温性能与力学性能的超宽频吸波结构。可解决高速飞行器进气道等高温强散射部件在剧烈气动加热条件下的雷达隐身问题。

技术领域

本发明属于高速飞行器隐身技术领域，具体涉及一种兼容耐温性能与力学性能的超宽频吸波结构及其制备方法。

背景技术

高速飞行条件下产生的剧烈气动加热会导致高速飞行器进气道等高温部件的环境温度超过600℃，最高可达1400℃。隐身化是未来高速飞行器的重要指标，高速飞行器进气道等强散射部件是动力系统的重要组成部分，其外形取决于总体、动力、气动的一体化要求，外形隐身技术的应用受到很大的限制，高温隐身材料与结构技术则是抑制其雷达强散射最主要且有效的技术途径。

在防空反导、一体化预警拦截打击体系中，远程预警系统(工作在P或L、S波段)普遍采用低频段的雷达对目标进行远距离的发现和跟踪，为多层次立体防御系统提供足够的预警时间，能够引导其它拦截武器进行打击。因此，远程预警探测系统，包括预警机低频(P波段、L波段)雷达、远程警戒雷达(P波段、L波段)，成为飞行器全程突防过程中面临的重要威胁。因此，迫切需要发展兼容预警雷达至探测制导雷达(兼容P波段至X波段，0.5GHz～12GHz：24倍频)的超宽频耐高温吸波结构技术以提高飞行器的隐身性能。

对于磁损耗材料，在高温环境下会产生退磁现象，导致高温吸波性能大幅度衰减而无法应用；对于可应用在高温环境的电损耗吸波材料，要实现宽频吸波功能，材料的介电常数必须具备较好的频散特性，而现有材料很难满足设计要求，即使多层阻抗匹配设计的电损耗型耐高温吸波材料也难以获得低于2GHz下的吸波性能，因此亟需开发一种超宽频吸波结构以适应高速飞行器的使用要求。

通过隔热材料降低环境使用温度有望充分发挥磁性吸波材料优异的超低频吸波性能：中国专利《一种双层耐高温隔热吸波复合材料的制备方法》(公开号：CN106810284A)公开了一种双层耐高温隔热吸波复合材料的制备方法，其不足之处在于，在基体表面涂覆的环氧树脂材料不能适应于超过500℃以上的高温环境；中国专利《一种防隔热/吸波一体化结构材料及其制备方法(公开号：》(公开号：CN107745557A)公开了一种防隔热/吸波一体化结构材料及其制备方法，在满足原烧蚀防热性能基础上，同时在S、C、X频段内实现了较好的电磁吸波性能，其不足在于基体树脂属于烧蚀型隔热材料层，经烧蚀后的吸波结构的吸波性能将发生大幅衰减；中国专利《一种宽频吸波的防隔热隐身复合材料及其制备方法》(公开号：CN107555940A)公开了一种基于双层耐高温超材料的宽频吸波的防隔热隐身复合材料及其制备方法，复合材料的反射率可实现-10dB@4-18GHz或-8dB@2-18GHz以下，其不足在于在2GHz以下，电损耗型吸波材料及电损耗型超材料均难以获得优异的吸波性能。综上可知，目前针对兼容耐温性能与电磁隐身的研究主要集中在树脂型和电损耗型吸波剂，均而难以解决超宽频吸波问题，尤其是2GHz以下的电磁吸波性能。

针对上述不足和应用需求，本发明公开了一种兼容耐温性能与力学性能的超宽频吸波结构技术，同时给出了一种上述耐高温吸波结构的制备方法，旨在解决0.5GHz-12GHz下的超宽频隐身难题。

发明内容