ПОГЛОТИТЕЛЬ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ВОЛН

Полезная модель относится к электротехнике и может быть использована в качестве маски - перекрытия, скрывающей расположенный под ней объект от систем наблюдения радиолокационного обнаружения, а также в качестве защитного средства, предназначенного для локализации электромагнитных излучений приборов, защиты от повышенного уровня электромагнитных излучений радиоэлектронной аппаратуры, носителей информации и биологических объектов.
Известно устройство, предназначенное для уменьшения радиолокационной видимости объекта (1). Защитное средство представляет собой поглотитель электромагнитных волн, выполненный в виде сетчатой опоры, в которую вплетены радиопоглощающие гибкие элементы, каждый из которых состоит из радиально расходящихся электропроводящих микродиполей. На опоре размещены прозрачные для электромагнитного излучения держатели, которые закреплены на сетке с помощью цилиндрических элементов.
Известное устройство обладает высокой степенью защиты от электромагнитного излучения в широком рабочем диапазоне частот, однако конструктивно осложнено держателями.
Наиболее близким к полезной модели является защитное устройство, содержащее сетчатую основу, в которую вплетены гибкие цилиндрические элементы с радиально расходящимися от них одинаковыми по длине электропроводящими микродиполями (2). Недостатком известного устройства является относительно низкая эффективность защиты от электромагнитного излучения из-за высокого коэффициента отражения от внешней поверхности. Данный недостаток объясняется недостаточно полным согласованием импедансов свободного пространства и защитного материала, что является следствием постоянства плотности поглощающего материала по отношению к падающей волне (т.к. длина всех микродиполей по радиусу одинакова).
Техническим результатом, которого можно достичь при использовании полезной модели, является повышение эффективности защиты от электромагнитного излучения.
Технический результат достигается за счет того, что в поглотителе электромагнитных волн, содержащем сетчатую основу, в каждую ячейку каждого из рядов одного направления которой вплетен один либо несколько радиопоглощающих фрагментов, представляющих собой гибкие цилиндрические элементы с радиально расходящимися от них электропроводящими микродиполями, радиопоглощающие фрагменты выполнены из заготовок, профиль боковых сторон которых имеет вид чередующихся выступов и впадин, при этом профили заготовок вплетенных в одну ячейку радиопоглощающих фрагментов отличны друг от друга. При этом в каждую ячейку каждого из рядов другого направления сетчатой основы может быть вплетен один либо несколько радиопоглощающих фрагментов, профили боковых сторон заготовок которых отличны друг от друга.
На Фиг.1 изображена конструкция устройства.
На Фиг.2 изображена заготовка для изготовления цилиндрических элементов с радиально расходящимися от них электропроводящими микродиполями.
Устройство (Фиг.1) содержит сетчатую основу 1, в каждую ячейку каждого из рядов одного направления которых вплетен один либо несколько радиопоглощающих фрагментов 2. Фрагменты 2 представляют собой гибкие цилиндрические элементы с радиально расходящимися от них электропроводящими микродиполями, выполненными из скрученной спиралеобразно вдоль оси заготовки 3. Профиль боковых сторон заготовки 3 (Фиг.2) имеет вид чередующихся выступов и впадин. Профили боковых сторон заготовок 3 радиопоглощающих фрагментов 2, вплетенных в соответствующую ячейку, отличны друг от друга.
В каждую ячейку каждого из рядов другого направления сетчатой основы 1 могут быть вплетены один либо несколько радиопоглощающих узлов 2, профили боковых сторон заготовок которых отличны друг от друга.
Очертание контуров чередующихся выступов и впадин боковых сторон заготовок 3 подбирается экспериментально в соответствии с требуемым законом изменения количества поглощающего материала.
Чередующиеся выступы (впадины) могут иметь вид ломаной зигзагообразной линии либо плавно огибающей кривой, изменяющейся в соответствии с функцией, которая зависит от требуемых радиотехнических характеристик материала устройства и определяется экспериментально.
Конструктивно радиопоглощающие элементы изготовляются по известной технологии, предусматривающей спиралеобразное скручивание вокруг собственной оси заготовки 3 заданного профиля (предварительно разрезанной на тонкие полоски, соответствующие расположению и размерам микродиполей в ткани заготовки).
Микродиполи, представляющие собой отрезки резистивных нитей, могут быть изготовлены из комплексной стеклонити с электропроводящим углеродным покрытием, например, сажей. Изготовление микродиполей и их окраска производится на стандартном техническом оборудовании.
Сетчатая основа может быть выполнена из вискозно-лавсановых нитей. Шаг переплетения, размеры ячеек сетчатой основы, расстояние между микродиполями, их величина и количество вплетенных в сетчатую основу радиопоглощающих узлов зависят от рабочего частотного диапазона и степени необходимого ослабления энергии отраженной электромагнитной волны.
Защищаемый от электромагнитного воздействия объект размещают под съемным поглощающим покрытием, которое может иметь вид ковриков, штор, экранов и т.п. Электромагнитные волны, падающие из свободного пространства, попадают на элементы покрытия, поглощаясь и диффузно рассеиваясь в объеме. При этом наряду с процессами поглощения электромагнитных волн, обусловленными диэлектрическими потерями в микродиполях, имеют место процессы многократного отражения и переотражения падающих волн от микродиполей, сопровождающиеся поглощением энергии электромагнитных волн. Изменение объемной проводимости и плотности поглощающего материала для падающей волны происходит в соответствии с выбранным законом чередования и рельефом выступов (впадин) в профилях разверток поглощающих фрагментов и количеством вплетенных в сетчатую основу радиопоглощающих узлов. При произвольном направлении падающих волн их обратное отражение сводится к минимуму. Это происходит благодаря тому, что волны поглощаются в объемной ворсистой структуре, образованной хаотично расположенными в пространстве микродиполями.
Переплетение радиопоглощающих элементов, имеющих вид «ершиков», образует устойчивую объемную структуру. Из-за хаотичного расположения микродиполей по всему объему радиопоглощающего материала обеспечивается его изотропность, т.е. независимость коэффициента отражения электромагнитных волн от ориентации в пространстве.
Благодаря разной плотности поглощающего материала по глубине защитного покрытия происходит более плавный вход падающей волны, что улучшает радиотехнические характеристики устройства (уменьшается коэффициент отражения и расширяется эффективный рабочий диапазон длин волн), следствием чего является повышение степени защиты. Обеспечение надежного и стабильного уровня защиты при любых изменениях расположения поглотителя в пространстве делает его универсальным в применении.
Ворсистая поверхность покрытия, имеющая защитную окраску, обладает высокой степенью оптической маскировки, т.к. полностью имитирует натуральные условия, делая защищаемый объект малозаметным в оптическом диапазоне.
С помощью изменения количества вплетаемых в ячейки радиопоглощающих узлов, а также формы и размеров их заготовок можно подстраиваться под разный частотный диапазон электромагнитного излучения.
Переход на новый частотный диапазон достигается также за счет изменения шага переплетения, размеров ячеек сетчатой основы, расстояния между диполями и их длины.
Высокая эффективность защиты делают данный поглотитель электромагнитных волн наиболее предпочтительным при решении проблем защиты разного вида объектов от электромагнитных излучений.
Составитель: Е.Н. Хандогина
Источники информации, принятые во внимание при составлении описания:
RU 2037931, Н01Q 17/00, 1992 г.
RU 2322736, Н01Q 17/00, 2006 г.