3 Радиопоглощающие материалы, покрытия и конструкции

Радиопоглощающие материалы (РПМ) покрытия (РПП) и конструкции (РПК) на основе ПМ с токопроводящими и магнитными компонентами используют в различных отраслях техники для решения двух задач:

1. обеспечение оптимальных условий эксплуатации устройств электроники, электротехники, радиотехники при воздействии на них ЭМЭ различных частот и интенсивностей для устранения нежелательных отражений сигналов.

2. обеспечение минимального отражения R, максимального поглощения А ЭМЭ радиодиапазона, ослабление ЭМЭ в 100-10000 раз (до 30-40 Б) конструкций малоотражающих форм (архитектуры) для имитации «свободного» пространства, уменьшения радиолокационной заметности (УРЗ) оборудования, транспорта, подводных и надводных кораблей, объектов авиаракетной техники.

В широкодиапазонных резонансных покрытиях используют диэлектрические композиции с магнитными наполнителями (ферритовые магнитодиэлектрики).

Для снижения массы поглощающих покрытий и конструкций используют углеродные наполнители.

Широкодиапазонные магнитодиэлектрики используют в качестве поглощающих материалов элементов ВЧ- и СВЧ- аппаратуры, в безэховых камерах.

Безэховые камеры (длина до 40 – 50 м, поперечные сечения до 15 × 15 м, используют для измерения характеристик антенных систем и обтекателей, для определения эффективных поверхностей рассеяния (ЭПР, σ_ц) различных материалов и целей. В безэховых камерах проводятся измерения:

1) диаграмм направленности антенн

2) эффективных площадей рассеяния активных и пассивных целей

3) импеданса антенн, связи антенн (электрической совместимости антенн).

В безэховых камерах частотная интерференция практически отсутствует, что обеспечивает требуемую точность измерений. Получили распространение безэховые камеры с поперечным и продольным расположением этих элементов, апертурного типа. В камерах с продольными элементами их направление соответствует направлению от излучателя к испытываемому объекту. Камеры апертурного типа используются в тех случаях, когда по тем или иным причинам имеется одностороннее распространение энергии от передатчика к приемнику (рисунок 3.6).

Традиционными поглощающими материалами эхокамер являются диэлектрики. Толщина поглощающих стенок из диэлектриков на основе пено(поро)полиуретанов и полистиролов при частотах более 100 МГц для обеспечения R<0,1% превышает 1 м.

Покрытия с ферритовыми слоями на диэлектрике являются широкодиапазонными.

1 - пирамидальные; 2 – плоские; 3 – трубчатые; 4 - сотовые.

Рисунок 3.6 - Элементы поверхностных слоев радиопоглощающих материалов

безэховых камер.

Для тонких измерений в эхокамерах используют сложные составы материалов и структуры поглощающих экранов.

Поверхности в виде ячеистых структур изготавливают из диэлектрических пенопластов.

Поглощающие ЭМЭ поглотители с повышенными упруго-прочностными свойствами состоят из стеклопластиковых плоских, трубчатых или сотовых элементов, ориентированных параллельно направлению распространения электромагнитного излучения.

Для поглощения высоких частот применяют скошенные сотовые ячейки. Если для пропитывания ячеек используют растворы с постоянной концентрацией примесей, то размеры ячеек выбираются различными. При использовании ячеек постоянных размеров концентрация примесей изменяется от максимальной в нижнем слое до минимальной в наружном слое.

Клиновидные выступы широкополосного поглотителя, поверхности которых изменяются по экспоненциальному закону имеют в одной плоскости треугольную форму, в другой – прямоугольную (рисунок 3.7).

1 - блок из фенолоальдегидного пенопласта; 2 - конические углубления с токопроводящим покрытием 5; 3- передняя поверхность; 4 - диэлектрические вставки (в "а"- высота шипов 5 см, диаметр основания шипов 2 см, угол при вершине 15°; в "в"- с образующими, изменяющимися по экспоненте) из пенопластов с Ti0₂с>фенолоальдегидного пенопласта; 5 - алюминиевый отражающий экран (фольга); 6 - клиновидные элементы из поглощающего материала; 7 - зубчатые гофрированные поглощающие слои;

8 - межслоевые диэлектрические слои с малыми значениями .

Рисунок 3.7 - Радиопоглощающие конструкции с плоскими входящими поверхностями с коническими углублениями, заполненными диэлектрическими вставками (а), с коническими вставками и зазорами в конических углублениях (б), с двумя коническими вставками (в), с клиновидными вставками (г), вид сверху и сбоку).