Радиопоглощающее покрытие
Владельцы патента RU 2592898:
Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (RU)
Изобретение относится к области радиотехники, к материалам для поглощения электромагнитных волн, и может найти применение для повышения скрытности и уменьшения вероятности обнаружения радиолокаторами объектов морской, наземной, авиационной и космической техники, а также обеспечения электромагнитной совместимости радиоэлектронных и радиотехнических приборов и устройств. Радиопоглощающее покрытие содержит от двух до восьми слоев нетканого диэлектрического материала с нанесенной с одной стороны на каждый слой магнетронным распылением пленкой из гидрогенизированного углерода с нанокластерами атомов металлов, защищенное с помощью тонкого стеклопластикового слоя от внешнего воздействия. Слои скрепляют путем термической обработки и в качестве подложек для сплошных поглощающих пленок используют лутрасил и геотекстиль. Изобретение позволяет повысить эффективность покрытия при поглощении электромагнитного излучения в широком диапазоне длин волн при одновременном повышении его гибкости, уменьшении толщины и веса всей конструкции покрытия. 1 ил., 1 табл.
Изобретение относится к области радиотехники, а более конкретно - к разработке материалов эффективного поглощения электромагнитных волн с применением в повышении скрытности и уменьшении вероятности обнаружения радиолокаторами объектов морской, наземной, авиационной и космической техники, а также для обеспечения электромагнитной совместимости радиоэлектронных и радиотехнических приборов и устройств. Изобретение может применяться для повышения скрытности объектов и оборудования морской, наземной, авиационной и космической техники.
Наиболее близким по количеству существенных признаков к предлагаемому изобретению является радиопоглощающее покрытие (патент RU №2370866, Алексеев А.Г., Векшин В.А., Велькин Д.В., Козырев С.В., Павлов Г.Д., Фирсенков А.А., Фирсенков А.И. «Радиопоглощающее покрытие», 2006) - прототип. Это покрытие имеет основу в виде двух или более слоев переплетенных рядов нитей, скрепленных радиопрозрачным материалом с нанесенной на каждый слой вакуумным распылением пленкой из гидрогенизированного углерода с вкрапленными в него частицами ферромагнитного материала с нанокластерами атомов металлов. Направление переплетенных рядов нитей одного слоя тканого материала составляет с направлением переплетенных рядов нитей смежного слоя угол от 60 до 120°. Содержание частиц ферромагнитного материала составляет от 5 мас.% в пленке, нанесенной на наружный слой переплетенных рядов нитей до 85 мас.% в пленке, нанесенной на слой переплетенных рядов нитей, прилегающий к защищаемой поверхности.
Недостатком этой конструкции является то, что напыленная пленка на переплетенных нитях в каждом слое покрытия расположена под разными углами, что неизбежно приводит к неравномерности и нестабильности поглощающих свойств.
Кроме того, в таком покрытии используется радиопрозрачное связующее, что приводит к значительному снижению его гибкости в описанном многослойном исполнении, проявлению нестабильности поглощающих свойств, а также увеличению толщины и веса.
Задачей предлагаемого изобретения является существенное повышение эффективности покрытия при поглощении электромагнитного излучения в широком диапазоне длин волн при одновременном повышении его гибкости, уменьшении толщины и веса всей конструкции покрытия и расширение диапазона возможности применения радиопоглощающего покрытия.
Поставленные задачи достигаются тем, что радиопоглощающее покрытие содержит от двух до восьми слоев нетканого диэлектрического материала с нанесенной с одной стороны на каждый слой магнетронным распылением пленкой из гидрогенизированного углерода с нанокластерами атомов металлов, защищенное с помощью тонкого стеклопластикового слоя от внешнего воздействия. Слои скрепляют путем термической обработки и в качестве подложек для сплошных поглощающих пленок используют лутрасил или геотекстиль.
Верхний защитный слой кроме защиты рассматриваемой конструкции радиопоглощающего покрытия (далее РПП) от внешнего воздействия является частью конструкции РПП и предназначен для согласования входящей электромагнитной волны с внутренними поглощающими слоями, содержащими пленку из гидрогенизированного углерода с нанокластерами атомов металлов. Слой из стеклопластика должен иметь толщину не более 10% общей толщины радиопоглощающего покрытия.
Сущность конструкции предлагаемого радиопоглощающего покрытия пояснена на эскизе его поперечного среза (Фиг. 1).
Радиопоглощающее покрытие содержит от двух до восьми слоев нетканого диэлектрического материала. Слои представляют собой подложки из нетканых материалов на основе полимерных волокон (типа лутрасил, геотекстиль). На каждый слой вакуумным распылением нанесена пленка из гидрогенизированного углерода с вкрапленными в него частицами ферромагнитного материала. Пленка нанесена на одну сторону слоев, а ее толщина составляет от 0,5 до 1,5 мкм.
Частицы ферромагнитного материала имеют геометрическую форму, близкую к сферической, и размер до 0,05 мкм. Все слои скрепляют между собой одновременно путем термической обработки. На верхний слой покрытия наносят стеклоткань, пропитанную эпоксидным связующим 2 - стеклопластиковый слой, который используется для защиты покрытия от внешнего воздействия.
Частицы могут быть выполнены из любого известного ферромагнитного материала с диэлектрическими или полупроводящими между ними мостиками, обладающего аномально высокими диэлектрическими и магнитными потерями в СВЧ (сверхвысокочастотном) диапазоне. В качестве таких материалов могут быть использованы кобальт, никель, железо, самарий или сплавы этих металлов.
Авторами проведено дополнительное моделирование конструкции РПП и установлено, что при скреплении поглощающих слоев путем термической обработки необходимо производить их механическое сдавливание с одновременным нагревом. При этом наблюдается существенное изменение толщины слоев и их электродинамических параметров. Данное обстоятельство приводит к технологическим трудностям повторяемости радиопоглощающих свойств при серийном производстве РПП. Для устранения данного негативного фактора необходимо при сборке РПП производить термическое соединение поглощающих слоев в точках или взаимно перпендикулярных отрезках (сетка), равномерно распределенных по плоскости РПП. Общая площадь контакта при термическом соединении слоев РПП не должна превышать 10% общей площади платины.
Технические характеристики серии вариантов с различным количеством слоев предлагаемого радиопоглощающего покрытия приведены в таблице 1.
Предлагаемое радиопоглощающее покрытие является эффективным поглотителем СВЧ излучений в широком диапазоне частот, обладает большей гибкостью, а также меньшими толщиной и весом по сравнению с прототипом.
Радиопоглощающее покрытие, содержащее от двух до восьми слоев нетканого диэлектрического материала, с нанесенной с одной стороны на каждый слой магнетронным распылением пленкой из гидрогенизированного углерода с нанокластерами атомов металлов, защищенное с помощью тонкого стеклопластикового слоя от внешнего воздействия, отличающееся тем, что слои скрепляют путем термической обработки и в качестве подложек для сплошных поглощающих пленок используют лутрасил или геотекстиль.
