ОБЪЕМНАЯ РАДИОПОГЛОЩАЮЩАЯ СТРУКТУРА

Полезная модель относится к электротехнике и может быть использована при создании радиопоглощающих устройств, предназначенных для оснащения многофункциональных безэховых камер и экранирования помещений, а также для защиты обслуживающего персонала от излучения СВЧ источников.
Известно объемное радиопоглощающее устройство (1), выполненное из трубчатых элементов, которые сориентированы параллельно направлению падающего излучения и расположены друг от друга на расстоянии, меньшем 1/5 максимальной длины волны электромагнитного излучения. На внешнюю поверхность элементов нанесено электропроводящее покрытие, поверхностное сопротивление которого уменьшается в направлении распространения излучения. Недостатком известного устройства (1) является высокий уровень коэффициента отражения в длинноволновой части диапазона длин волн из-за недостаточного согласования со свободным пространством.
Известна объемная радиопоглощающая структура (2), содержащая выполненные из тонкослойного резистивного материала трубчатые элементы, обращенные к падающей волне фронтальные части которых имеют скос профилированной формы. Вершины скосов и сомкнутые нижние части элементов не образуют замкнутую структуру. Известное устройство имеет хорошее согласование со свободным пространством и низкий коэффициент отражения, однако диапазон эффективной работы недостаточно широк. Кроме того, трубчатые элементы имеют низкую механическую прочность.
Наиболее близким к полезной модели устройством является объемная радиопоглощающая структура (3), состоящая из трубчатых элементов разной длины, имеющих профилированный скос. Для расширения рабочего диапазона внутри трубчатых элементов размещены клинообразные вкладыши, выполненные с электропроводящим слоем. Устройство имеет хорошее согласование с рабочим пространством, низкий коэффициент
отражения и широкий диапазон эффективной работы. Недостатком известного устройства (3) является низкая технологичность изготовления и высокая себестоимость, обусловленные сложностью конструкции и большой трудоемкостью изготовления.
Техническим результатом, которого можно достичь при использовании данной полезной модели, является повышение технологичности изготовления и снижение себестоимости.
Технический результат достигается за счет того, что в объемной радиопоглощающей структуре, содержащей трубчатые элементы (3), каждый трубчатый элемент выполнен из скрученной и закрепленной в трубку заготовки, контур которой ограничен прямолинейным основанием и двумя отрезками кривых либо ломаных линий, аппроксимируемых кривыми убывающих относительно вершины контура функций, причем вершина контура образована соединением одних из концов отрезков друг с другом, вторые концы которых присоединены соответственно к концам основания, длина которого превышает величину окружности трубчатого элемента не менее, чем в 1,5 раза.
В патентных источниках информации не обнаружено сведений о данной конструкции объемной радиопоглощающей структуры, что позволяет сделать вывод о соответствии данного изобретения критериям охраноспособности.
На Фиг.1 изображен внешний вид трубчатого элемента,
На Фиг.2 представлен вид контура заготовки, из которой изготовлен трубчатый элемент.
Устройство состоит из скрепленных друг с другом трубчатых элементов. Каждый трубчатый элемент (Фиг.1, 2) выполнен из скрученной и закрепленной в трубку заготовки, контур которой ограничен прямолинейным основанием 1 и двумя отрезками 2. Вершина контура, являющаяся вершиной трубчатого элемента, образована соединением одних из концов отрезков друг с другом, вторые концы которых присоединены соответственно к концам основания 1. Длина основания 1 превышает величину окружности трубчатого элемента не менее, чем в 1,5 раза. Отрезки 2, ограничивающие с двух сторон контур заготовки, являются отрезками непрямых (ломаных либо кривых) линий, аппроксимируемых кривыми убывающих относительно вершины контура функций, например, степенных, показательных и т.д. В случае показательной функции аппроксимирующие кривые имеют вид экспонент, степенной - параболы либо гиперболы и т.д. (см. Советский энциклопедический словарь М. «Советская энциклопедия» 1987 г., с.1024, 1273). Сходящиеся в вершине контура аппроксимирующие кривые имеют в этой точке один максимум, т.е. являются убывающими функциями. В простейшем случае отрезки могут являться частями самих аппроксимирующих кривых.
Устройство функционирует следующим образом.
При попадании электромагнитного излучения на объемную радиопоглощающую структуру в навитых друг на друга резистивных стенках трубчатых элементов (например, при экспоненциальной форме отрезков 2), наводятся токи и падающая электромагнитная энергия превращается в тепловую энергию.
Одновременно с поглощением энергии происходит переотражение и диффузное рассеяние в замкнутой части элемента, изменяемый рельеф поверхности которой усиливает взаимодействие волны с поглотителем. Изменение объемной проводимости от вершины до конца образовавшегося профилированного скоса трубчатого элемента происходит по экспоненте, а в области его скрепленных стенок по более сложному закону, задаваемому изменением расположения и величины количества поглощающего материала по скрутке заготовки. При этом, чем плавнее переход от вершины элемента к его непосредственному трубчатому массиву (за счет выбора закона изменения формы боковых отрезков 2 контура заготовки) и чем плавнее изменение толщины трубчатого массива элемента (за счет увеличения числа скручиваемых слоев заготовки, т.е. увеличения длины основания 1 ее контура), тем меньше величина отраженной энергии падающего электромагнитного поля.
Для увеличения механической прочности заготовку элемента можно поместить на диэлектрическую гибкую подложку. При этом заготовку можно просто приклеить на подложку или нанести ее краской.
Для повышения пожаробезопасности заготовку можно закрыть с двух сторон бумагой либо тканью, пропитанной антипиленом.
Помещение заготовки в подобные подложки помимо усиления механических и пожаробезопасных свойств улучшает работу поглотителя в коротковолновой части волнового диапазона, т.к. с увеличением толщины скручиваемого слоя заготовки уменьшается его внутренний диаметр (в соответствии с выбранным законом изменения формы и размеров заготовки).
Заготовки для трубчатых элементов могут быть изготовлены из электропроводящей бумаги, например, ЭТБ-3, пленки, содержащей импедансный слой, или краски. Пленка может быть выполнена из полимерного либо полиамидного материала, например, лавсана, на который нанесен слой тонкий металлизированный слой, например, из ферромагнитного сплава.
В готовом изделии скрепленные между собой трубчатые элементы (одинаковой либо различной высоты), образуют объемную радиопоглощающую структуру с рельефной поверхностью, обращенной к падающей волне.
С помощью изменения формы и размеров заготовки можно подстраиваться под разный частотный диапазон электромагнитного излучения.
Технология изготовления отличается простотой, т.к. не требуется выполнения изменяющегося резистивного слоя по высоте листа, из которого изготавливается заготовка элемента.
Кроме того, отсутствует необходимость введения дополнительных клинообразных вставок, предназначенных для расширения рабочего диапазона, т.к. он полностью обеспечивается объемной внутренней и внешней структурой трубчатого элемента.
Высокая технологичность изготовления, низкая себестоимость и удобство эксплуатации при высокой эффективности защиты делают данное защитное средство наиболее предпочтительным при решении проблем защиты разного вида объектов от электромагнитных излучений, оборудования безэховых камер.
Источники информации, принятые во внимание при составлении описания:
DE 1294511, Н01Q 17/00, 1969 г.
RU 21222264 C1, Н01Q 17/00, 1998 г.
RU 2253927 C1, Н01Q 17/00, 2004 г.