Устройство поглощения электромагнитных волн

Полезная модель относится к средствам маскировки объектов и может быть использована в качестве защитной маски-перекрытия, скрывающей, расположенный на фоне снежного покрова объект от систем наблюдения радиолокационного и оптического обнаружения.
Известно устройство для радиолокационной и оптической маскировки объектов, размещенных на фоне снежного покрова, выполненное в виде защитного покрытия, на одной из сторон которого закреплено тонкое белое полотно, отражающая способность которого максимально приближена к свойствам снежного покрова (RU 96699 U1 H01Q 17/00, 2010 г.).
Устройство обладает высокой степенью защиты от обнаружения на фоне снега, однако использование дополнительного слоя из белого полотна усложняет конструкцию, делая ее неудобной в эксплуатации.
Известно устройство для радиолокационной маскировки объектов, выполненное в виде сетчатой основы, в каждую из ячеек которой вплетена лента, образующая воздушную петлю. Лента выполнена из пленки с поверхностным импедансным слоем, т.е. обладает электромагнитными свойствами (RU 2313869 H01Q 17/00, 2006 г.) Для маскировки объектов, размещенных на фоне снежного покрова, пленка окрашена в белый цвет, придающий ей маскировочные свойства в оптическом диапазоне излучения.
Наиболее близким к полезной модели является устройство для радиолокационной маскировки объектов, содержащее гибкую сетчатую основу, на которой закреплены двухслойные ленты из пленки, первый слой которых выполнен из материала цвета подстилающей поверхности, а второй - из окрашенного в белый цвет материала, отражающая способность которого максимально приближена к свойствам снежного покрова в его оптическом и ультрафиолетовом спектрах излучения (RU 96419 U1 F41 3/00,2010 г).
Недостатком двух известных устройств является низкая эффективность защиты и, следовательно, высокая степень обнаружения объекта на фоне снежного покрова радиолокационными и оптическими системами наблюдения в ультрафиолетовом спектре излучения. Это объясняется тем, что используемая в этих покрытиях пленка с нанесенной на нее белой краской отличается низкой устойчивостью к длительному воздействию ультрафиолетового излучения и отрицательных температур, результатом чего является ее обесцвечивание и охрупчивание и, как следствие, снижение радиотехнических, физико-механических и оптических характеристик.
Техническим результатом, которого можно достичь при использовании полезной модели является повышение эффективности защиты от обнаружения на фоне снежного покрова радиолокационными и оптическими системами наблюдения при его длительном использовании в области низких температур путем обеспечения стабильности радиотехнических, физико-механических и оптических характеристик покрытия.
Технический результат достигается за счет того, что в устройстве поглощения электромагнитных волн, содержащем гибкую сетчатую основу, в которой укреплены гибкие радиопоглощающие цилиндрические элементы с радиально расходящимися от их оси электропроводящими микродиполями, выполненными из комплексных стеклонитей, соединенных с наноструктурными ферромагнитными микропроводами в стеклянной изоляции, микродиполи и сетчатая основа окрашены белой краской.
На чертеже представлена конструкция маскировочного устройства.
Устройство выполнено в виде гибкой сетчатой основы 1, в которой укреплены (например, путем вплетения) гибкие радиопоглощающие цилиндрические элементы 2 с радиально расходящимися от их оси электропроводящими микродиполями (типа мишуры). Микродиполи выполнены из комплексных стеклонитей, соединенных с наноструктурными ферромагнитными микропроводами в стеклянной изоляции.
Присоединение микропроводов к стеклонитям может быть осуществлено с помощью их навивки либо дублирования, например, путем приклеивания.
Для маскировки защищаемого объекта на фоне снежного покрова в оптическом и ультрафиолетовом спектрах излучения микродиполи и сетчатая основа 1 окрашены белой краской.
Для обеспечения стабильности радиотехнических, оптических и механических характеристик поглощающего материала при воздействии на него низких температур и ультрафиолетового излучения используемая белая краска должна обладать высокими адгезионными свойствами, обеспечивающими достаточную надежность покрытия ею микродиполей и основы 1. В качестве такой краски может быть применена, например, фторопластовая эмаль белого цвета.
Сетчатая основа 1 может быть выполнена из любых синтетических или натуральных нитей. Выбор материала основы определяется условиями эксплуатации защитного покрытия и должен удовлетворять, в частности, требованиям по прочности, гибкости, влагостойкости и устойчивости при пониженных температурах.
Элементы 2 образуют на внешней стороне покрытия объемную радиопоглощающую структуру, обращенную к падающей волне.
Заданный рабочий частотный диапазон и степень необходимого ослабления энергии отраженной электромагнитной волны зависят от количества поглощающего материала покрытия, определяемого шагом переплетения, размерами ячеек сетчатой основы, расстоянием между микродиполями и их длиной.
Устройство работает следующим образом.
Маскировочный чехол белого цвета надевают на защищаемый объект, размещенный на снежном покрове. Электромагнитные волны (ЭМВ), падающие из свободного пространства, попадают на внешнюю поглощающую структуру покрытия, диффузно рассеиваясь в ее объеме. Наряду с процессами поглощения ЭМВ, обусловленными магнитными потерями в микродиполях, имеют места процессы их многократного отражения и переотражения от микродиполей, сопровождающиеся поглощением энергии. 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 ней микродиполями. Диполи, обладающие магнитными свойствами, поглощают ЭМВ радиолокационных систем обнаружения, практически их не отражая.
Отражающая способность покрытия максимально приближена к снежному покрову, как в оптическом, так и в ультрафиолетовом спектре излучения (с длиной падающей электромагнитной волны от 250 до 1200 нм), поэтому степень радиолокационного и оптического обнаружения защищаемого объекта сведена к минимальной.
Экспериментально установлено, что нанесение белой краски на стеклянную поверхность микродиполей, а не полимерной пленки (как в прототипе), резко повысило физико-механические свойства покрытия при его использовании в области низких температур и длительного воздействия ультафиолета.
Новая конструкция устройства, в которой задействованы окрашенные белой краской гибкие радиопоглощающие цилиндрические элементы с радиально расходящимися от их оси электропроводящими микродиполями, выполненными из комплексных стеклонитей, соединенных с наноструктурными ферромагнитными микропроводами в стеклянной изоляции, позволила обеспечить высокую стабильность радиотехнических, физико-механических и оптических характеристик покрытия при длительном воздействии на него ультрафиолета и низких температур и следовательно, повышение эффективности защиты объекта от обнаружения.
Благодаря обеспечению высокой стабильности маскировочных свойств покрытия при его длительной эксплуатации в условиях низких температур полезная модель может быть наиболее предпочтительной при выборе средств защиты движущихся и неподвижных объектов от систем радиолокационного и оптического обнаружения, что особенно актуально при их размещении в районах арктического режима.