隐身贴片的制作方法

6ghz，所述第二微波谐振结构吸收层吸收的微波频段为7-18ghz；
13.所述第一微波谐振结构吸收层和所述第二微波谐振结构吸收层的吸收效率大于0.9。
14.根据本发明的一个方面，微波谐振结构吸收层由电阻薄膜构成，且被刻蚀为周期性图案结构，图案形状为方形、矩形、开环或不规则形状；
15.微波谐振结构吸收层的材质为氧化铟锡、氧化锌铝、石墨片或银纳米线。
16.根据本发明的一个方面，所述第一微波谐振结构吸收层的方阻值为20-30ω/sq；
17.所述第二微波谐振结构吸收层的方阻值为50-60ω/sq，厚度为150-200nm。
18.根据本发明的一个方面，所述第一泡沫介质层的厚度为1-2.5mm，所述第二泡沫介质层的厚度为6-10mm，所述第三泡沫介质层的厚度为3-5mm；
19.泡沫介质层的材质为聚甲基丙烯酰亚胺、聚氯乙烯、聚甲基丙烯酸亚胺、聚氨酯、聚苯乙烯、聚醚酰亚胺或苯乙烯丙烯腈；
20.泡沫介质层的介电常数为1-2。
21.根据本发明的一个方面，所述电磁反射层由连续的导电薄膜构成，方阻值小于10ω/sq，厚度大于150nm；
22.所述电磁反射层的材质为氧化铟锡、氧化锌铝、金属铜膜、金属铝膜、碳管或石墨烯。
23.根据本发明的构思，利用超材质结构特有的尺寸效应，结合材质自身电磁特性，实现对雷达波的高效吸收，同时兼具红外线高反射特性。另外，通过透明超材质结构与可见光迷彩图层相结合，可实现可见光、红外和雷达兼容隐身。并且，贴片式结构的重量较轻、成本较低，可以在不改变装备外形的前提下，通过贴合方式覆在待隐身武器装备目标外壳的任意部位表面，从而在满足装备的作战功能前提下，满足其在多种探测下的隐身需求。
24.根据本发明的一个方案，隐身贴片可以基于本身实现高效的宽谱微波吸收、较低的红外发射率以及可见迷彩。其对于微波的吸收范围可以覆盖2-18ghz，吸收效率大于0.9。而贴片表面的红外发射率可低于0.3，从而可以显著降低目标的热辐射量，从而降低被红外探测器探测到的概率。光学迷彩层则可以实现光学伪装，从而与背景环境融合。
附图说明
25.图1示意性表示本发明一种实施方式的隐身贴片的结构图；
26.图2示意性表示本发明一种实施方式的红外隐身层的结构阵列图；
27.图3示意性表示本发明一种实施方式的红外隐身层的微波透过效能图；
28.图4示意性表示本发明一种实施方式的红外隐身层的红外性能图；
29.图5示意性表示本发明一种实施方式的红外隐身层的红光学透过性能图；
30.图6和图7分别示意性表示本发明一种实施方式的两层微波共振吸收层的结构图；
31.图8示意性表示本发明一种实施方式的隐身贴片的微波吸收效能图；
32.图9和图10分别示意性表示本发明一种实施方式的隐身贴片在斜入射时，横电波和横磁波入射的微波吸收效能图；
33.图11示意性表示本发明一种实施方式的隐身贴片的外部迷彩示意图。
具体实施方式
34.为了更清楚地说明本发明实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
35.在针对本发明的实施方式进行描述时，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”所表达的方位或位置关系是基于相关附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本发明的限制。
36.下面结合附图和具体实施方式对本发明作详细地描述，实施方式不能在此一一赘述，但本发明的实施方式并不因此限定于以下实施方式。
37.参见图1，本发明的可见光、红外和雷达三波段兼容隐身轻质贴片，包括红外隐身层1和雷达吸收层3。此外，还设置了可见光伪装层2，红外隐身层1和雷达吸收层3位于可见光伪装层2的两侧。
38.本发明中，雷达吸收层3包括依次层叠的第一泡沫介质层31、第一微波谐振结构吸收层32、第二泡沫介质层33、第二微波谐振结构吸收层34、第三泡沫介质层35和电磁反射层36。
39.微波谐振结构吸收层为由特定方阻值的电阻薄膜刻蚀成的不同的周期性图案结构，图案可以为方形、矩形、开环等规则或非规则结构，周期性结构能够将电磁波局域在共振周期结构中。微波谐振结构吸收层(即薄膜)材质为氧化铟锡、氧化锌铝、石墨片或银纳米线。两层微波谐振结构吸收层的周期尺寸和方阻值不同，其中，第一微波谐振结构吸收层32主要吸收低频段微波，即吸收的微波频段为2-6ghz，方阻值为20-30ω/sq；第二微波谐振结构吸收层34主要吸收高频段微波，即吸收的微波频段为7-18ghz，方阻值为50-60ω/sq，厚度为150-200nm。两层微波谐振结构吸收层整体微波的吸收范围可以覆盖2-18ghz，吸收效率大于0.9。如此，通过合理设置微波谐振结构吸收层的方阻值及微波谐振吸收结构，能够实现宽谱微波吸收。
40.泡沫介质层用于将两层微波谐振结构吸收层分隔开，其材质为聚甲基丙烯酰亚胺(pmi)、聚氯乙烯(pvc)、聚甲基丙烯酸亚胺(pmi)、聚氨酯(pu)、聚苯乙烯(ps)、聚醚酰亚胺(pei)或苯乙烯丙烯腈(san)等。其中，泡沫介质层的介电常数为1-2。第一泡沫介质层31的厚度为1-2.5mm，第二泡沫介质层33厚度为6-10mm，第三泡沫介质层35厚度为3-5mm。
41.电磁反射层36为制备在泡沫介质层下表面上的连续(完整)的透明导电薄膜结构，用于反射微波与红外辐射。电磁反射层36的方阻值小于10ω/sq，厚度不低于150nm，从而可以实现高效的微波反射，以提升微波谐振结构耗散微波的能力。电磁反射层36的材质为氧化铟锡、氧化锌铝、金属铜膜、金属铝膜、碳管或石墨烯等碳材质。
42.按照上述设置，特定频率的微波通过频率通过选择表面进入第一泡沫介质层31，与第一微波谐振结构吸收层32和第二微波谐振结构吸收层34发生共振吸收，未被损耗掉的微波进入第三泡沫介质层35和电磁反射层36，反射到第一微波谐振结构吸收层32和第二微波谐振结构吸收层34，经过多次共振吸收，大部分微波被损耗在雷达吸收层3。
43.本发明中，可见光伪装层2通过迷彩色涂料通过喷涂的方式制备在最上层的第一泡沫介质层31的上表面形成，透明的红外隐身层1通过压合的方式制备在可见光伪装层2(即迷彩色涂层)上。
44.本发明中，红外隐身层1为沉积在超薄的涤纶树脂(pet)上的透明导电薄膜，且被刻蚀为周期阵列结构，图形结构的形状可以为方形、圆形、矩形等规则或非规则结构，图形结构阵列的周期为0.5mm，而透明导电膜被刻掉圆环图案部分后，保留的部分即为频率选择表面。由此，使得红外隐身层1成为微波频率选择表面，即通过调整结构尺寸参数，可选择的使特定频率的微波透过。本发明中，红外隐身层1可使1-20ghz频段以内的微波透过率大于98％。而红外隐身层1的红外发射率低于0.3，从而可以显著降低目标的热辐射量，以降低被探测的概率。红外隐身层1的可见光透过率大于80％，从而使红外隐身层1不会影响下方的光学迷彩涂层的性能。红外隐身层1(透明导电薄膜)的方阻值为1-10ω/sq,厚度不低于150nm，以使其具有较高的电导率，从而保证其具有上述较低红外发射率以及较大的光学透过率。红外隐身层1的材质为氧化铟锡(ito)、氟掺杂锡氧化物(fto)、氧化锌铝(azo)或金属介质金属多层膜(dmd)等透明薄膜。
45.以下以一种具体实施方式来详细描述本发明的隐身贴片：
46.参见图1，在本实施方式中，红外隐身层1采用卷对卷磁控溅射的方式，在75-175um的透明pet膜上溅射150nm的ito，pet材质的介电常数为3.0(1-0.001i)。还对红外隐身层1、第一微波谐振结构吸收层32和第二微波谐振结构吸收层34进行激光刻蚀。可见光伪装层2通过喷涂的工艺制备在第一泡沫介质层31的上表面。泡沫介质层将各部分功能层分隔开，其介电常数约为1.12(1-0.001i)。第一泡沫介质层31的厚度为1.7mm，第二泡沫介质层33的厚度为9.8mm，第三泡沫介质层35的厚度为4.7mm。pmi泡沫在具有低密度特性的同时，还能保持较好的机械性能，不易产生形变，影响微波吸收性能。另外，泡沫材质具有低导热系数，可以降低目标热量传导到红外隐身层，以进一步降低目标被探测到的概率。
47.参见图2，红外隐身层1的结构为刻蚀掉圆环结构后保留下圆盘和类菱形图案的组合。其中，结构参数g＝0.05mm，r＝0.45mm，计算得到图案的占空比达到90.8％。本实施方式中，红外隐身层1的材质为氧化铟锡(ito)，其方阻值为8ω/sq，膜厚度为200nm。本实施方式基于商业电磁仿真软件cst studio来仿真计算贴片结构的微波特性。
48.参见图3示出的红外隐身层1的微波透过效能，微波频率选择表面结构阵列具有一个低通高阻的滤波特性，可保证1-20ghz的微波透过率大于98％，其红外发射率用光谱范围7.5-13μm的红外相机测量(型号pi640optris inc)。
49.参见图4示出的红外隐身层1的红外隐身效果。当加热板温度为70℃时，红外隐身层1表面的红外温度为35摄氏度，对照组ito的红外温度为31度，计算得到红外发射率的理论计算值为0.25，实验测量的发射率值为0.28。
50.参见图5示出的红外隐身层1的光学透过率，在380-730的可见光波长范围内，透过率大于82％，高光学透过率不影响下方的光学迷彩层颜色效果。
51.参见图6和图7，第一微波谐振结构吸收层32的材质为氧化铟锡(ito)，方阻值为26ω/sq，膜厚度为200nm左右,阵列周期为5mm，l1＝24.5mm，w1＝2.3mm；第二微波谐振结构吸收层34的材质为氧化铟锡(ito)，方阻值为55ω/sq，膜厚度为200nm左右,阵列周期为31mm，l2＝4.7mm，w2＝0.5mm。
52.本实施方式中，第一泡沫介质层31的厚度为1.7mm，第二泡沫介质层33的厚度为9.8mm，第三泡沫介质层35的厚度为4.8mm。电磁反射层36的方阻值为10ω/sq。
53.参见图8，在垂直入射时的隐身贴片结构的微波吸收效率在2-18ghz范围内大于90％，第一微波谐振结构吸收层32主要吸收1.8ghz到6ghz，第二微波谐振结构吸收层34主要吸收6-18.5ghz波段的微波。
54.参见图9和图10示出的横电波和横磁波两种极化模式时，入射角度从0
°
增大到60
°
时吸收效率变化情况。由于方环结构为对称结构，因此在垂直入射时，贴片结构对电场偏振方向不敏感，此时两种偏振状态吸收效能相同。当斜入射角度增大时，贴片结构对横电波和横磁波的吸收效能存在差异。但在45
°
以内，贴片结构对两种极化模式的微波仍然能保持85％的吸收效能；在60
°
以内，贴片结构依旧能在大部分波段保持大于80％的吸收效能。
55.参见图11，可见光伪装层2喷涂的涂料为丛林迷彩配色，主要由浅绿、深绿和褐色三种颜色组成。此时，红外隐身层1为一层透明的薄膜层，整体也呈现迷彩色。
56.以上所述仅为本发明的一个实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本发明的保护范围之内。