Многофункциональный поглотитель электромагнитных волн

Изобретение относится к антенной технике, а именно к поглотителям электромагнитных волн, и может быть использовано при оснащении безэховых камер и экранированных помещений. Технический результат - повышение эффективности экранирования. Поглотитель электромагнитных волн для безэховых камер и экранированных помещений, содержащий шиповидный полый трудногорючий корпус из микрогофракартона, во внутренней полости которого находится радиопоглощающий заполнитель, отличающийся тем, что корпус имеет форму прямоугольной призмы, при этом соотношение образующих прямой угол сторон и толщины призмы составляет величины 6(±1):3(±0,5):1. 3 ил., 1 табл.

 

Предлагаемое авторами изобретение относится к областям антенной техники, комплексной защиты от электромагнитных полей и может быть применено для создания поглотителей электромагнитных волн (ПЭВ), используемых при оснащении безэховых камер (БЭК) и экранированных помещений (ЭП).

ПЭВ представляют собой структуры, устройства, конструкции из заданных материалов (как правило, радиопоглощающих), имеющих определенную последовательность изменений диэлектрических и магнитных свойств, благодаря которым обеспечивается эффективное поглощение электромагнитной энергии в требуемом диапазоне частот при незначительном отражении.

При создании многофункциональных БЭК используются широкодиапазонные ПЭВ, как правило, шиповидной конструкции, с электрическими потерями, которые хорошо согласовываются со свободным пространством и имеют высокие радиотехнические характеристики. Известны ПЭВ, выполненные с использованием пенополиуретана с углеродным наполнителем (Мицмахер М.Ю., Торгованов В.А. «Безэховые камеры СВЧ», М.; Радио и связь, 1982 г.). Несмотря на малые весовые характеристики и малый коэффициент отражения они имеют серьезные недостатки, которые устранятся благодаря использованию корпусных конструкций ПЭВ.

Так, например, в известном патенте СССР №1755720 от 30.03.1989 г. приведен вариант изготовления пирамидального ПЭВ, корпус которого и внутренний заполнитель выполнены из трудногорючего пеноасбеста, наполненного углеродным волокном. Однако низкие прочностные характеристики и канцерогенные свойства материала, из которого выполнен ПЭВ, являются серьезными недостатками данного технического решения.

При разработках комплексной защиты технических средств и человека от воздействия электромагнитных полей используются экранированные помещения, внутренние поверхности которых, в последнее время, облицовывают различными радиопоглощающими материалами или поглотителями электромагнитных волн. Это делается с целью общего снижения напряженности электромагнитного поля внутри объекта, исключения возникновения стоячих волн и резонансных явлений на частотах, соизмеримых с линейными размерами внутреннего объема помещения. Так, например, в патенте РФ на полезную модель №82371 от 13.08.2008 г. приведен строительный материал, выполненный из двух составляющих: основания, которое изготавливается на основе тканой металлической сетки, и экранирующего слоя с применением магнезиально-шунгитовой штукатурной смеси «АЛЬФАПОЛ». Этот материал весьма эффективен для создания защитных поверхностей и имеет коэффициент экранирования более 60 дБ в широком диапазоне частот. Однако он обладает недостатком, присущим всем высокопроводящим материалам - большой коэффициент отражения электромагнитного поля, имеющий величину более 25%, которое поглощается в замкнутых помещениях, в основном, находящимся в нем персоналом.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому техническому решению (прототипом) является поглотитель электромагнитных волн для безэховых камер и экранированных помещений, содержащий шиповидный полый трудногорючий корпус из микрогофракартона, во внутренней полости которого находится радиопоглощающий заполнитель, представляющий собой объемные, плоские фигуры, полоски или ленты, изготовляемые из трудногорючих листовых токопроводящих материалов на основе бумаги или ткани с электрическим сопротивлением от 100 до 1000 Ом/□ (патент РФ №2340054 от 17.10.2007 г.). К недостатку данного поглотителя следует отнести большую высоту (толщину) изделия, которая для получения малого коэффициента отражения должна быть соизмерима с длиной падающей электромагнитной волны, что при полной облицовке рабочих поверхностей экранированного помещения значительно сокращают его полезную площадь.

Поставленная задача состояла в разработке многофункционального ПЭВ, который при сохранении малого коэффициента отражения в СВЧ диапазоне малых весовых, высоких прочностных и пожаробезопасных характеристик мог бы быть использован как для оборудования широкодиапазонных безэховых камер, так и в качестве облицовочного радиопоглощающего материала для экранированных помещений.

Технический результат от использования изобретения заключается в расширении сферы применения, повышении технологичности и удобства эксплуатации заявляемого поглотителя электромагнитных волн.

Технический результат достигается тем, что в известном поглотителе электромагнитных волн для безэховых камер и экранированных помещений, содержащем шиповидный полый трудногорючий корпус из микрогофракартона, во внутренней полости которого находится радиопоглощающий заполнитель, согласно изобретению полый корпус имеет форму прямоугольной призмы, при этом соотношение сторон, образующих прямой угол и толщины призмы, составляет величины 6(±1):3(±0,5):1.

Приведенный заявителем поиск по патентным и научно-техническим источникам и выбранный из перечня аналогов прототип позволили выявить отличительные признаки в заявленном решении, следовательно, предлагаемое техническое решение удовлетворяет критерию изобретения «новизна». Дополнительный же поиск, проведенный заявителем, не обнаружил технических решений, имеющих сходные признаки с признаками, отличающими заявляемое решение от прототипа.

На Фиг.1 изображен общий вид технического решения заявляемого ПЭВ, где 1 - полый корпус с радиопоглощающим заполнителем; 2 - узел крепления ПЭВ к поверхности БЭК; 3 - узел крепления ПЭВ к поверхностям ЭП.

На Фиг.2 приведены варианты а) и b) облицовки заявляемым ПЭВ поверхностей БЭК.

На Фиг.3 приведены варианты с) и d) облицовки заявляемым ПЭВ поверхностей ЭП.

Корпус заявляемого поглотителя изготавливается из микрогофракартона, благодаря которому достигается механическая прочность изделия. Для придания свойств материалам, классифицируемым как трудногорючие, вырубленные заготовки первоначально обрабатывают раствором огнезащитного состава, высушивают, а затем формируют в корпус поглотителя и склеивают его в специальной технологической оснастке.

Радиопоглощающий заполнитель, располагающийся внутри корпуса ПЭВ, может быть различным по технологическому изготовлению, например, из листового бумажного или тканевого токопроводящего материала, выполненного с использованием сажеграфитонаполненных композиций с электрическим сопротивлением от 100 до 1000 Ом/□ или на основе сферических гранул вспененного полистирола или пеностекла диаметром от 1,0 до 10,0 мм, покрытых токопроводящей пленкой с таким же электрическим сопротивлением.

Указанный диапазон сопротивления является оптимальным для материала заполнителя, поскольку при указанных величинах взаимозависимые коэффициенты отражения и поглощения электромагнитной волны имеют наиболее рациональные значения.

После вибрационной засыпки заполнителя во внутренний объем корпуса ПЭВ с плотностью не более 60 кг/м3, последний герметично заклеивают, а затем на внешней поверхности поглотителя монтируют узлы крепления, необходимые для облицовки поверхностей БЭК или ЭП. Узлы крепления могут быть выполнены в виде металлических «усов», благодаря которым поглотитель нанизывается по направляющим, закрепленным на поверхности помещения, либо в виде текстильных застежек, ответная часть которых приклеивается к любым поверхностям в заданном месте. В экранированных помещениях облицовка радиопоглощающим материалом возможна также с использованием клеевых водостойких составов.

Многофункциональность заявляемого технического решения состоит в том, что он может использоваться как в безэховых камерах, предназначенных для имитации свободного пространства, так и в качестве облицовочного материала в экранированных помещениях, где требуется максимальное поглощение излучаемых полей. При этом, в зависимости от заданных объемов полезной площади и необходимых радиотехнических характеристик БЭК и ЭП, заявляемый ПЭВ может иметь различные варианты облицовки рабочих поверхностей, показанных на Фиг.2 и Фиг.3.

В качестве примера заявляемого технического решения для клиновидного ПЭВ толщиной 50 мм с линейными размерами катетов 150 мм и 300 мм и массой 0,8 кг в таблице приведены величины толщин и радиотехнические характеристики различных вариантов использования поглотителя, а также для сравнения характеристики прототипа.

Таблица
Вариант использования Толщина,
мм
Коэффициент отражения по мощности, % Коэффициент поглощения на просвет, дБ
Частота, ГГц Частота, ГГц
0,6 1,0 2,0 5,0 10,0 0,6 1,0 2,0 5,0 10,0
Для БЭК Вариант а) Вариант b) 300 2,0 0,4 0,1 0,02 0,01 - - - - -
150 6,0 1,0 0,3 0,2 0,1 - - - - -
Для ЭП Вариант с) Вариант d) 50 150 - 13,5 10,5 8,0 6,3 9,5 13,8 17,5 21,0 27,0
- 12,0 9,8 8,0 6,3 28,5 41,4 52,5 63,0 81,0
Прототип 300 1,0 0,3 0,04 0,02 0,01 - - - - -

Как видно из таблицы, заявляемый ПЭВ имеет при одном варианте использования весьма малые значения коэффициента отражения, которые соизмеримы с прототипом. При другом варианте использования, в качестве облицовочного материала, обладает значительными поглощающими свойствами, что затруднительно получить для шиповидного прототипа. Здесь необходимо заметить, что при наличии экрана в экранированном помещении приведенные величины коэффициента поглощения удваиваются, так как электромагнитная волна, отражаясь от экрана, поглощается материалом с тем же коэффициентом поглощения.

Различные варианты заявляемого поглотителя позволяют получить на их основе помещения различного назначения. Так, например, при использовании ПЭВ (Вариант а) возможно создание БЭК, в которых проводятся измерения основных параметров антенн, характеристик рассеяния радиолокационных целей, юстировка пеленгационных систем и др. В безэховых камерах, оборудованных ПЭВ (Вариант b), можно проводить испытания радиотехнических комплексов, измерительной радиоаппаратуры, элементов связи и создавать помещения для проведения радиотехнического контроля серийной продукции на производстве.

Для экранированных помещений применение заявляемого ПЭВ (Вариант с) крайне необходимо с целью обеспечения благоприятной экологической обстановки и биологической защиты обслуживающего персонала от повышенного уровня несанкционированных электромагнитных излучений внутри объекта различной аппаратурой и электрооборудованием.

При решении проблем по электромагнитной безопасности помещений, не имеющих экранированных поверхностей и объемов в части защиты коммерческой информации, применение заявляемого ПЭВ (Вариант d) весьма актуально и целесообразно, так как при такой облицовке имеется большая вероятность полного исключения каналов утечки.

Заявляемое техническое решение является пожаробезопасным, экологически чистым ПЭВ, который в процессе эксплуатации не выделяет вредных или токсичных веществ, имеет упрощенную технологию изготовления и несложные технологические операции при облицовке поверхностей БЭК или ЭП, которые сводятся в навешивании или приклеивании клиновидных элементов или же в выкладывании облицовочной стенки из сложенных попарно поглощающих клиньев подобно кирпичной кладке.

Технико-экономическое преимущества заявляемого ПЭВ состоят в том, что на его основе при одной номенклатуре и низкой стоимости изделия, используя только различные варианты облицовок помещений, возможно нахождение оптимальных и низкозатратных решений многих проблем, стоящих на пути разработчиков весьма дорогостоящих сооружений, таких как безэховые камеры и экранированные помещения.

Поглотитель электромагнитных волн для безэховых камер и экранированных помещений, содержащий шиповидный полый трудногорючий корпус из микрогофракартона, во внутренней полости которого находится радиопоглощающий заполнитель, отличающийся тем, что корпус имеет форму прямоугольной призмы, при этом соотношение образующих прямой угол сторон и толщины призмы составляет величины 6(±1):3(±0,5):1.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к области изготовления объемных поглотителей СВЧ-энергии из высокотемпературного поглощающего материала, применяемых в высокочастотных трактах радиоэлектронной аппаратуры.

Изобретение относится к способу изготовления поглощающего покрытия, обеспечивающего поглощение в инфракрасном диапазоне длин волн для создания эталонов абсолютно черного тела в имитаторах излучения для аппаратуры дистанционного зондирования земли со стабильными характеристиками.
Изобретение относится к области радиоэлектроники, а именно к полимерным композиционным материалам, предназначенным для поглощения высокочастотной энергии в СВЧ-устройствах.

Изобретение относится к радиопоглощающему материалу, содержащему полимерное связующее и наполнитель, состоящий из порошкообразного карбонильного железа. При этом в наполнитель введены дискретные углеродные волокна в соотношении, мас.%: дискретные углеродные волокна 40-10, порошкообразное карбонильное железо 60-90, при следующем соотношении компонентов, мас.%: связующее 85-15, наполнитель 15-85.

Изобретение относится к малоотражающим покрытиям и может быть использовано в наземной, наводной, авиационной и космической технике, а также в объектах и устройствах бытового назначения для уменьшения радиолокационной заметности объектов.

Изобретение относится к радиотехнике, в частности к поглотителям электромагнитных волн, в том числе в диапазоне сверхвысоких частот. Технический результат - повышение коэффициента поглощения, механической прочности при сохранении низкого коэффициента отражения материала.

Изобретение относится к полимерным композициям, предназначенным для поглощения воздействующих излучений. Полимерная композиция содержит в качестве основы каучук низкомолекулярный диметилсилоксановый СКТН, катализатор холодного отверждения К-68, в качестве поглощающего наполнителя железо карбонильное радиотехническое Р-10, дополнительно содержит раствор высокомолекулярного каучука СКТ в жидкости полиметилсилоксановой и тетраэтоксисилане или его производных, а также полиэтиленполиамин в качестве регулятора скорости отверждения.

Изобретение относится к области защиты сухопутной и морской техники от естественного и искусственного излучения. .
Изобретение относится к технологии радиопоглощающих ферритов, которые находят все более широкое применение в производстве безэховых камер, обеспечивающих исключение отражения радиоволн от стен камеры.

Изобретение относится к радиопоглощающему материалу. .
Заявленное изобретение относится к области электротехники, а именно к составу углеродсодержащей композиции для получения радиозащитных материалов. Композиция содержит 5-16 мас.% ультрадисперсного активного углерода со средним размером частиц 5-100 нм и удельной поверхностью 16-320 м2/г, диспергатор в виде водного раствора натриевого стекла и стабилизатор в виде насыщенного раствора лингосульфоната аммония. Дополнительно в состав композиции может быть введен высокодисперсный коллоидный графит. Используется свойство композиции поглощать электромагнитное излучение радиоволнового диапазона при ее непосредственном равномерном распределении внутри твердой матрицы строительного материала или при нанесении на поверхности радиопоглощающих конструкций и строительных материалов. Повышение радиозащитных свойств материала является техническим результатом изобретения. 1 з.п. ф-лы, 3 табл.

Изобретение относится к антенной технике, в частности к поглотителям электромагнитных волн, используемых в конструкциях антенн для оптимизации их радиотехнических характеристик, устранения резонансных явлений и уменьшения паразитных отражений от проводящих объектов, расположенных вблизи антенн. Поглотитель электромагнитных волн состоит из эпоксидно-эластомерного связующего, в котором распределен магнитный наполнитель - нанокристаллический порошок, представляющий собой частицы сплава Fe-Cu-Nb-Si-B с нанокристаллической структурой с содержанием в частицах сплава нанокристаллов соединений α-(Fe,Si) объемной плотностью (2,8÷2,9)·10-5 1/нм3, при следующем соотношение компонентов, мас.ч.: эпоксидный эластомер 100 отвердитель 10 нанокристаллический порошок 200÷700, при этом нанокристаллический порошок имеет размер частиц от 1 до 100 мкм. Технический результат - использование нового поглотителя обеспечило уменьшение коэффициента отражения в нижней и верхней части диапазона УВЧ, при удовлетворительном коэффициенте отражения в средней части диапазона, монотонность формы диаграмм направленности малогабаритной широкополосной антенны. 1 ил.

Изобретение относится к области защиты окружающей среды от электромагнитного фона. Технический результат - повышение эффективности нейтрализации электромагнитного фона. Для этого устройство содержит корпус из диэлектрика, заполненный веществом, обладающим проводимостью, в качестве которого использована биологически активная жидкость, и закрытый герметично крышкой, по меньшей мере, один генератор поляризованных фотонов, расположенный в корпусе из диэлектрика в биологически активной жидкости, и, по меньшей мере, одну трубку, установленную герметично, по меньшей мере, в одном отверстии, выполненном в крышке корпуса, причем трубка изготовлена из диэлектрического материала, имеющего положительное значение поверхностного заряда статического электричества. Один конец трубки погружен в биологически активную жидкость, а другой конец трубки выходит из корпуса и закрыт пробкой из органического материала, прозрачного для фотонов и выбранного из группы, состоящей из смол лиственных или хвойных пород деревьев, причем биологически активная жидкость частично заходит внутрь трубки. 3 н. и 10 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области радиотехники, касается вопроса применения полимерных композитов в составе устройства для снижения радиолокационной заметности и решает задачу оптимизации конструкции по радиопоглощающим свойствам. Предлагаемое устройство состоит из трех слоев: два наружных слоя конструкции и ребра жесткости выполнены из полимерных композитов, а средний слой - из легковесного наполнителя, содержащего ребра жесткости. В ребра жесткости и во внешние несущие слои введены электропроводящие материалы с поверхностным электрическим сопротивлением 90÷1200 Ом, обеспечивающие поглощение падающих электромагнитных волн и приводящие к снижению отражения радиоволн в диапазонах СВЧ S, С, X, Ku, Ка от поверхности устройства из полимерных композитов в 3÷5 раз, а относительно металлической поверхности - в 5÷50 раз. Технический результат заключается в повышении эффективности устройства для снижения радиолокационной заметности за счет расширения частотного диапазона радиопоглощения падающего электромагнитного излучения. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Заявлен ферритовый материал с малыми диэлектрическими потерями и высокими значениями остаточной магнитной индукции. Ферритовый материал получен из смеси порошков, содержащей Fe2O3, Li2CO3, MnCO3, Bi2O3, ZnO, CdO, SnO2, TiO2 при следующем соотношении компонентов, мас.%: оксид железа 71,39±0,1, карбонат лития 5,61±0,1, оксид цинка 8,58±0,1, оксид кадмия 5,41±0,1, оксид олова 3,18±0,1, оксид титана 0,69±0,03, карбонат марганца 4,84±0,1, оксид висмута 0,3±0,03. Ферритовый материал получают по обычной керамической технологии. Снижение диэлектрических потерь и повышение значения остаточной индукции в заявленном материале является техническим результатом изобретения, что позволяет его использовать при изготовлении высокоэффективных СВЧ-элементов дальнодействующих антенн. 1 табл.

Изобретение относится к области защиты от электромагнитных излучений (ЭМИ) и может быть использовано для защиты средств электронно-вычислительной техники (СЭВТ) объектов инфокоммуникационных систем от воздействий внешних и побочных электромагнитных излучений (ПЭМИ) СЭВТ. Техническим результатом изобретения является повышение коэффициента экранирования. Технический результат достигается за счет применения многослойной сотовой решетки с технологическими неоднородностями, выполненными в виде полых прямых призм с сечением в форме правильных шестиугольников, расположенных в шахматном порядке, и радиопоглощающих композитных материалов. 3 ил.

Изобретение относится к материалам, поглощающим электромагнитные волны, и может найти применение для повышения скрытности и уменьшения вероятности обнаружения радиолокаторами объектов и оборудования наземной, авиационной и космической техники. Способ формирования радиопоглощающих топологий на носителях путем нанесения рабочей жидкости на носители. С частотой вынужденного возмущения струи рабочей жидкости создают линейный поток монодисперсных капель диаметром 30-300 мкм, отстоящих друг от друга на расстоянии, равном длине волны возмущения, сообщают управляемый как по знаку, так и по величине электрический заряд выбранной капле, отклоняя ее в постоянном электрическом поле в заданную точку носителя с получением наноструктурированных проводящих конфигураций. В качестве рабочих жидкостей используют наносуспензированные в растворителях и поверхностно-активных веществах жидкости с металлическими наночастицами среднего диаметра 20-100 нм, массовое содержание которых составляет 20-40%, с динамическим коэффициентом вязкости жидкости меньше 1000 сантипуаз, удельным объемным сопротивлением 0,25-10 Ом·м и поверхностным натяжением (20-70) 10-3 Н/м. Изобретение обеспечивает бесконтактный способ получения радиопоглощающих топологий на носителе, а также повышение производительности технологического процесса. 3 з.п. ф-лы, 2 табл., 5 ил.

Изобретение относится к радиотехнике, преимущественно к широкополосным радиопоглощающим покрытиям. Технический результат - снижение коэффициента отражения электромагнитной падающей волны в широкой полосе частот. Для этого широкополосное радиопоглощающее покрытие выполнено в виде поглощающего слоя из материала с диэлектрической проницаемостью ε=ε′+i·ε″, магнитной проницаемостью µ=µ′+i·µ″ и показателем преломления n, нанесенного на отражающую электромагнитные волны поверхность, при этом поглощающий слой выполняется из материала с реальной частью квадрата показателя преломления меньше нуля Re ( n 2 ) = ( ε 2 ' ⋅ μ 2 ' − ε 2 " ⋅ μ 2 " ) < 0 . 5 ил.
Изобретение относится к композиционным материалам, поглощающим инфракрасное излучение в ближней инфракрасной области, и может быть использовано, например, в оптических фильтрах и специальных панелях сложной формы. Композиционный материал включает переплетенные базальтовые волокна с диаметром от 70 до 200 мкм в количестве от 40 до 60 массовых процентов, пропитанные термопластичным полимером полифениленсульфидом (остальное). Изобретение приводит к увеличению поглощения излучения во всем диапазоне ближней ИК области спектра при одновременном повышении прочности материала. 5 пр.
Заявленное изобретение относится к материалу, поглощающему электромагнитные волны в широком диапазоне длин волн, вплоть до частот инфракрасного диапазона, который может быть использован для предотвращения нежелательного воздействия высокочастотного излучения на элементную базу микроэлектроники и человека, и для предотвращения несанкционированного обнаружения наземных и воздушных объектов. Предложенный композиционный материал заданного состава, обеспечивающий минимальное входное волновое сопротивление для падающей ЭМ волны и отсутствие отраженной волны, характеризующийся локальными значениями Bs изменяющимися в диапазоне от 0,7 Т до 10 Т, реализует способ поглощения и рассеяния электромагнитной волны на частицах ферримагнетиков, находящихся в соответствующей среде в условиях ферримагнитного резонанса, в присутствии внутренних локальных полей Hintr, изменяющихся в диапазоне от 560 кА/м до 8000 кА/м. Предлагается в качестве поглощающего покрытия использовать материальную среду, имеющую малое волновое сопротивление, суть композиция полимерного материала и железного порошка с частицами, имеющими средний размер ~100 nm, в которой равномерно распределены мелкодисперсные монокристаллические монодоменные и немонодоменные частицы гексаферритов, ферритов гранатов и феррошпинелей (особое место в этом ряду занимают гексаферриты, так как обладают высоким значением поля Ha внутренней магнитокристаллической анизотропией и большим значением 4πMs) и мелкодисперсные частицы порошков Nd-Fe-B, используемые в производстве эластичных магнитов с Bs≥0,7 Т и Hc≈240-560 кА/м. Повышение уровня поглощения и уменьшение коэффициента отражения электромагнитных волн являются техническим результатом заявленного изобретения.

Изобретение относится к антенной технике, а именно к поглотителям электромагнитных волн, и может быть использовано при оснащении безэховых камер и экранированных помещений. Технический результат - повышение эффективности экранирования. Поглотитель электромагнитных волн для безэховых камер и экранированных помещений, содержащий шиповидный полый трудногорючий корпус из микрогофракартона, во внутренней полости которого находится радиопоглощающий заполнитель, отличающийся тем, что корпус имеет форму прямоугольной призмы, при этом соотношение образующих прямой угол сторон и толщины призмы составляет величины 6:3:1. 3 ил., 1 табл.

Наверх