Поглотитель электромагнитных волн

Изобретение относится к области радиоэлектроники и может быть использовано для защиты объектов от электромагнитного излучения. Технический результат заключается в получении устойчивой объемной структуры с одинаковым уровнем защиты объектов при любом их размещении в пространстве, а также в улучшении согласования и радиотехнических характеристик. Сущность изобретения состоит в том, что поглотитель электромагнитных волн состоит из двух соединенных между собой слоев, каждый из которых образован путем полотняного переплетения в каждой ячейке сетчатой основы гибких цилиндрических элементов. Каждый цилиндрический элемент имеет электропроводящие микродиполи, радиально расходящиеся от него. Соотношение между величинами погонного сопротивления микродиполей первого и второго слоя составляет от 2 до 10. Микродиполи изготовлены из комплексных стеклонитей, дублированных аморфным ферромагнитным микропроводом. 1 з.п. ф-лы.

 

Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано при разработке и эксплуатации устройств, предназначенных для локализации электромагнитных излучений приборов, защиты от повышенного уровня электромагнитных излучений радиоэлектронной аппаратуры, носителей информации и биологических объектов.

Известно устройство, предназначенное для уменьшения радиолокационной видимости объекта, [1], выполненное в виде тонкого слоя нетканого войлока, в который вплетены электропроводящие микродиполи разной длины. Недостатком известного устройства является низкая степень защиты от электромагнитного излучения, обусловленная недостаточным уровнем поглощения энергии падающей электромагнитной волны.

Наиболее близким к изобретению является поглотитель электромагнитных волн, выполненный в виде сетчатой опоры, на которой закреплены свисающие вниз поглощающие гибкие цилиндрические элементы. Каждый цилиндрический элемент состоит из электропроводящих микродиполей, расположенных вдоль его оси и радиально расходящихся от нее [2].

Известное устройство неудобно в эксплуатации и ограничено в применении, т.к. может быть эффективно использовано только качестве маски перекрытия (при горизонтальном расположении опорной сетки и наличии свободного пространства под ней).

Техническим результатом, которого можно достичь при использовании данного изобретения, является повышение удобства эксплуатации и расширение области использования.

Технический результат достигается за счет того, что поглотитель электромагнитных волн, содержащий сетчатую основу, на которой размещены гибкие цилиндрические элементы, каждый из которых состоит из электропроводящих микродиполей, расположенных вдоль его оси и радиально расходящихся от нее [2], состоит из двух соединенных между собой слоев, каждый из которых образован путем полотняного переплетения в каждой ячейке сетчатой основы двух гибких цилиндрических элементов, при этом соотношение между величинами погонного сопротивления микродиполей первого и второго слоя составляет от 2 до 10. Электропроводящие микродиполи изготовлены из комплексной нити с аморфным ферромагнитным микропроводом.

Длина электропроводящего микродиполя гибкого цилиндрического элемента может составлять от 0,1λ до 5λ, где λ - средняя длина электромагнитной волны рабочего диапазона.

В патентных источниках информации не обнаружено сведений о данном выполнении средства защиты от электромагнитных излучений, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критериям охраноспособности.

Устройство состоит из двух слоев, соединенных между собой. Каждый слой выполнен в виде полотняного переплетения двух гибких цилиндрических элементов, размещенных на сетчатой основе. В каждую из ячеек сетчатой основы по каждому из двух взаимно перпендикулярных направлений вплетено по одному гибкому цилиндрическому элементу. Каждый из цилиндрических элементов состоит из электропроводящих микродиполей, расположенных вдоль его оси и радиально расходящихся от нее. Осями цилиндрических элементов являются линии объединения микродиполей друг с другом.

Конструктивно цилиндрические элементы образованы скручиванием вокруг собственной оси жгута из двух или более диэлектрических нитей, между которыми проложены микродиполи. Электропроводящие микродиполи изготовлены из одинаковых отрезков комплексных нитей с аморфным ферромагнитным микропроводом, например, комплексных стеклонитей, дублированных аморфным ферромагнитным микропроводом.

Изготовление микродиполей и их окраска производится на стандартном техническом оборудовании.

Сетчатая основа может быть выполнена из любых нитей, например, вискозно-лавсановых.

Для закрепления конструкции слои покрытия скрепляются друг с другом в произвольных точках либо совместно окантовываются по периметру внешним кантом, выполненным, например, из веретенной ленты.

Шаг переплетения, размеры ячеек сетчатой основы, расстояние между диполями, их длина и полное сопротивление зависят от рабочего частотного диапазона и степени необходимого ослабления энергии отраженной электромагнитной волны.

Оптимально длина микродиполя составляет (0,1÷5)λ, где λ - средняя длина рабочего диапазона, а расстояние между диполями - от 0, 5 до 5 мм.

Соотношение между величинами погонного сопротивления микродиполей первого и второго слоя составляет от 2 до 10.

Защищаемый от электромагнитного воздействия объект размещают под съемным защитным покрытием, которое может иметь вид ковриков, штор, экранов и т.п. Электромагнитные волны, падающие из свободного пространства, попадают на поглощающие элементы покрытия, диффузно рассеиваясь. При этом наряду с процессами поглощения электромагнитных волн, обусловленными магнитными и диэлектрическими потерями в микродиполях, имеют место процессы многократного отражения и переотражения падающих волн от микродиполей, сопровождающиеся поглощением энергии электромагнитных волн. При произвольном направлении падающих волн их обратное отражение сводится к минимуму. Это происходит благодаря тому, что волны постепенно поглощаются в объемной ворсистой структуре, образованной хаотично расположенными в пространстве микродиполями.

Из-за хаотичного расположения микродиполей по всему объему радиопоглощающего материала улучшаются радиотехнические характеристики, т.е. уменьшается коэффициент отражения и расширяется эффективный рабочий диапазон длин электромагнитных волн, следствием чего является повышение степени защиты. При этом величина коэффициента отражения стабильна при любых изменениях расположения защитного покрытия в пространстве, что делает его универсальным в применении.

Ворсистая поверхность поглотителя, имеющая защитную окраску, обладает высокой степенью оптической маскировки, т.к. полностью имитирует натуральные условия, делая защищаемый объект малозаметным в оптическом диапазоне.

Повышение эффективности защиты достигается также выбором материала микродиполей (комплексные стеклонити с аморфным ферромагнитным микропроводом), обладающего свойством поглощения энергии за счет диэлектрических и магнитных потерь.

Выполнение поглотителя в виде двух слов с различными погонными сопротивлениями микродиполей обеспечивает лучшее согласование импеданса поглотителя с импедансом свободного пространства. Кроме того, введение дополнительного слоя позволило создать разряженную рыхлую структуру защитного покрытия, обеспечивающую «мягкий вход» падающей электромагнитной волны в коротковолновой части рабочего диапазона.

Полотняное переплетение цилиндрических элементов, имеющих вид «ершиков», образует устойчивую объемную структуру, которая обладает одинаковым уровнем защиты объекта при любом его размещении в пространстве, что значительно расширяет область использования поглотителя электромагнитных волн.

Переход на новый частотный диапазон достигается изменением шага переплетения, размеров ячеек сетчатой основы, расстояния между диполями, их длиной и материалом.

Удобство эксплуатации и универсальность применения при хороших массо-габаритных показателях и высокой эффективности защиты делают данное покрытие наиболее предпочтительным для решения проблем электромагнитной совместимости, защиты разного вида объектов от электромагнитных излучений, оборудования безэховых камер.

Источники информации

1. US 3725927, 343-1813, 1973 г.

2. RU 2037931, H01Q 17/00, 1992 г.

1. Поглотитель электромагнитных волн, содержащий сетчатую основу, на которой размещены гибкие цилиндрические элементы с радиально расходящимися от них электропроводящими микродиполями, отличающийся тем, что он состоит из двух соединенных между собой слоев, каждый из которых образован путем полотняного переплетения в каждой ячейке сетчатой основы двух гибких цилиндрических элементов, при этом соотношение между величинами погонного сопротивления микродиполей первого и второго слоёв составляет от 2 до 10, а электропроводящие микродиполи изготовлены из комплексной нити с аморфным ферромагнитным микропроводом.

2. Поглотитель электромагнитных волн по п.1, отличающийся тем, что длина электропроводящего микродиполя составляет (0,1÷5)λ, где λ - средняя длина электромагнитной волны рабочего диапазона.