Поглотитель электромагнитных волн
Владельцы патента RU 2400883:
Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт Приборостроения имени В.В. Тихомирова" (RU)
Изобретение относится к антенной технике и может быть использовано при создании многофункциональных безэховых камер (БЭК) и экранированных помещений, обеспечивающих проведение широкого спектра измерений и испытаний антенной техники. Согласно изобретению поглотитель электромагнитных волн для безэховых камер и экранированных помещений содержит полый корпус, внутри которого находится радиопоглощающий заполнитель. Полый корпус выполнен металлическим и имеет форму прямоугольного волновода с короткозамыкателем на одном его конце и со ступенчатым рупором на другом с установленным в нем радиопоглощающим заполнителем. Радиопоглощающий заполнитель выполнен в виде одной или нескольких пластин из керамики с нанесенным на нее резистивным слоем. Пластины имеют ступенчатую форму и установлены в пазы в широких стенках волновода, ориентированы параллельно его продольной оси и примыкают одним своим торцом к короткозамыкателю, при этом размеры ступенек, поверхностное сопротивление резистивного слоя и расположение короткозамыкателя относительно ступенек выбраны из условия обеспечения широкополосного согласования. Техническим результатом является увеличение удельной допустимой мощности рассеяния поглотителя электромагнитных волн и сокращение его продольного размера при обеспечении широкополосного согласования. 2 ил.
Предлагаемое техническое решение относится к антенной технике и может быть использовано при создании многофункциональных безэховых камер (БЭК) и экранированных помещений, обеспечивающих проведение широкого спектра измерений и испытаний антенной техники.
Известен «Сверхширокодиапазонный поглотитель электромагнитных волн» [№2110122 C1 опубл. 11.03.1997 г.] Этот поглотитель представляет собой конструкцию, состоящую из диэлектрического материала, выполненного на основе радиопоглощающего пеностекла, магнитного материала из радиопоглощающего никель-цинкового феррита, закрепленных на металлической подложке.
Недостатками указанного поглотителя являются большой продольный размер 200÷350 мм и достаточно сложная технология изготовления.
Известна «Объемная радиопоглощающая структура», [№2122264 C1 от 30.10.1997 г.], содержащая трубчатые элементы одинаковой и/или разной длины, выполненные из тонкослойного резистивного материала и собранные произвольно параллельно их осям, фронтальные части стенок трубчатых элементов, обращенные к падающей волне, имеют скос под углом 10-30 градусов к оси элемента, а противоположные задние части стенок трубчатых элементов сомкнуты, причем элементы расположены в структуре плотно без зазоров так, что вершины скосов фронтальных частей элементов и сомкнутые задние части элементов не образуют регулярную структуру.
Недостатками приводимого технического решения являются большой продольный размер и ухудшение характеристик с течением времени, обусловленное загрязнением трубчатых элементов.
Известны пирамидальные радиопоглощающие материалы, выполненные с использованием эластичного пенополиуретана с углеродным наполнителем [Мицмахер М.Ю., Торгованов В.А. Безэховые камеры СВЧ, М., Радио и связь, 1982 г.]. Недостатками приведенного материала являются невысокая удельная мощность рассеяния, ухудшение характеристик с течением времени.
Наиболее близким по своей технической сущности к предлагаемому техническому решению является «Поглотитель электромагнитных волн», патент RU H01Q 17/00, №2340054 C1 от 17.10.2007 г., авт. Александров Ю.К. и др. Этот поглотитель представляет собой полый диэлектрический корпус в виде четырехгранной пирамиды с цокольным основанием в форме прямоугольной призмы. Корпус выполнен из трудногорючего микрогофрокартона. В качестве заполнителя использованы объемные или/и плоские фигуры из трудногорючих листовых токопроводящих материалов на основе бумаги или/и ткани с электрическим сопротивлением от 100 до 1000 Ом/□. Недостатками этого поглотителя являются невысокая удельная мощность рассеяния и большой продольный размер.
Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что поглотитель электромагнитных волн для безэховых камер и экранированных помещений содержит полый корпус, внутри которого находится радиопоглощающий заполнитель.
Новыми признаками является то, что полый корпус выполнен металлическим и имеет форму прямоугольного волновода с короткозамыкателем на одном его конце и со ступенчатым рупором на другом, обеспечивающего при падении на него электромагнитной волны согласованный переход от свободного пространства к прямоугольному волноводу с установленным в нем радиопоглощающим заполнителем. Радиопоглащающий заполнитель выполнен в виде одной или нескольких пластин из керамики с нанесенным на нее резистивным слоем. Пластины имеют ступенчатую форму и установлены в пазы в широких стенках волновода, ориентированы параллельно его продольной оси и примыкают одним своим торцем к короткозамыкателю, при этом размеры ступенек, поверхностное сопротивление резистивного слоя и расположение короткозамыкателя относительно ступенек выбраны из условия обеспечения широкополосного согласования.
Технический результат предлагаемого решения заключается в увеличении удельной допустимой мощности рассеяния поглотителя электромагнитных волн и сокращении его продольного размера при обеспечении широкополосного согласования.
На фиг.1 приведено схематическое изображение поглотителя электромагнитных волн.
На фиг.2 приведен график зависимости коэффициента стоячей волны (КСВ) от частоты (f) в диапазоне частот(Δf) поглотителя, расположенного в волноводной части корпуса.
Поглотитель электромагнитных волн представляет собой металлический полый корпус, в котором имеется ступенчатый рупор 1 и волновод 2 с установленным в нем радиопоглощающим заполнителем (согласованной нагрузкой) 3. В торце волновода 2, противоположном ступенчатому рупору, установлен короткозамыкатель 4.
Принцип работы предлагаемого устройства заключается в следующем: электромагнитная волна, распространяющаяся в свободном пространстве (или в объеме безэховой камеры), попадает в раскрыв ступенчатого рупора 1, трансформируется в нем в волноводный тип волны Н10 и далее, распространяясь в волноводе 2 полого корпуса поглотителя электромагнитных волн, поступает на радиопоглощающий заполнитель 3 и рассеивается в нем, при этом размеры ступенек пластин радиопоглащающего заполнителя, характеристики резистивного слоя и расположение короткозамыкателя 4 относительно ступенек выбираются из условия обеспечения широкополосного согласования.
Увеличение удельной допустимой мощности рассеяния достигнуто за счет использования в качестве радиопоглощающего заполнителя керамических пластин с нанесенным на них методом толстопленочной технологии резистивным слоем, причем эти пластины устанавливаются в пазы, выполненные в широких стенках волновода полого корпуса, при этом обеспечивается хорошая теплопередача от нагреваемых пластин к металлическим стенкам корпуса, являющихся естественным радиатором. Уменьшение продольного размера поглотителя электромагнитных волн получено за счет использования в качестве радиопоглощающего заполнителя пластин из керамики с высокой диэлектрической проницаемостью, определенным выбором величины поверхностного сопротивления резистивного слоя, величины ступенек и расположения короткозамыкателя в торце волновода относительно ступенек.
Возможность практической реализации предложенного технического решения не вызывает сомнения. Изготовлен и успешно прошел испытания экспериментальный образец группового варианта такого типа поглотителя электромагнитных волн.
Поглотитель электромагнитных волн для безэховых камер и экранированных помещений, содержащий полый корпус, внутри которого находится радиопоглощающий заполнитель, отличающийся тем, что полый корпус выполнен металлическим и имеет форму прямоугольного волновода с короткозамыкателем на одном его конце и со ступенчатым рупором на другом, обеспечивающего при падении на него электромагнитной волны согласованный переход от свободного пространства к прямоугольному волноводу с установленным в нем радиопоглощающим заполнителем, выполненным в виде одной или нескольких пластин из керамики с нанесенным на нее резистивным слоем, причем пластины имеют ступенчатую форму и установлены в пазы в широких стенках волновода, ориентированы параллельно его продольной оси и примыкают одним своим торцом к короткозамыкателю, при этом размеры ступенек, поверхностное сопротивление резистивного слоя и расположение короткозамыкателя относительно ступенек выбраны из условия обеспечения широкополосного согласования.
