Радиопоглощающее покрытие
Владельцы патента RU 2632985:
Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (RU)
Изобретение относится к радиотехнике, а более конкретно 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. Поставленная задача достигается тем, что радиопоглощающее покрытие содержит основу с нанесенной пленкой из гидрогенизированного углерода с нанокластерами атомов металлов, защищенную с помощью тонкого стеклопластикового слоя от внешнего воздействия. Основа выполнена в виде цилиндрических элементов из диэлектрической ткани, защищенная от внешних воздействий снизу при помощи металлической фольги, а сверху при помощи тонкого стеклопластикового слоя, цилиндрические элементы расположены в одной плоскости между слоями стеклопластикового слоя и металлической фольги параллельно друг другу на расстоянии не менее одного диаметра вышеуказанных элементов. Предлагаемое радиопоглощающее покрытие является эффективным поглотителем СВЧ излучения в широком диапазоне частот, обладающим расширенным рабочим диапазоном, а также меньшим весом по сравнению с аналогом. 1 ил., 1 табл.
Изобретение относится к радиотехнике, а более конкретно 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.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является радиопоглощающее покрытие (патент RU №2370866, МПК H01Q 17/00, опубл. 20.10.2009) - прототип, аналог, совпадающее с заявляемым техническим решением по наибольшему числу существенных признаков. Покрытие-прототип включает 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 60°-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 известной конструкции является то, что напыленная пленка на переплетенных нитях в каждом слое покрытия расположена на расстоянии, определяемой толщиной скрепляющего радиопрозрачного материала, что неизбежно приводит к неравномерности ее размещения в слоях по толщине покрытия и нестабильности поглощающих свойств. Предложенная конструкция известного радиопоглощающего покрытия не позволяет использовать его для защиты непроводящих поверхностей объектов из-за прохождения электромагнитного излучения через покрытие.
Кроме того, предложенная конструкция в описанном многослойном исполнении не имеет периодической структуры поглощающего слоя, что приводит к отсутствию поглощения за счет дополнительных эффектов дифракции.
Задачей изобретения является повышение эффективности поглощения электромагнитного излучения в широком диапазоне длин волн за счет использования дополнительных эффектов дифракции при одновременном повышении стабильности поглощающих свойств конструкции покрытия и расширение диапазона возможных применений радиопоглощающего покрытия.
Поставленная задача достигается тем, что радиопоглощающее покрытие содержит основу с нанесенной пленкой из гидрогенизированного углерода с нанокластерами атомов металлов, защищенную с помощью тонкого стеклопластикового слоя от внешнего воздействия. Основа выполнена в виде цилиндрических элементов из диэлектрической ткани, защищенная от внешних воздействий снизу при помощи металлической фольги, а сверху при помощи тонкого стеклопластикового слоя, цилиндрические элементы расположены в одной плоскости между слоями стеклопластикового слоя и металлической фольги параллельно друг другу на расстоянии не менее одного диаметра вышеуказанных элементов.
Сущность конструкции предлагаемого радиопоглощающего покрытия пояснена на эскизе (Фиг. 1, а, б).
Радиопоглощающее покрытие содержит один слой параллельно расположенных цилиндрических элементов (1). Цилиндрические элементы выполнены из диэлектрической ткани. На каждый элемент магнетронным распылением нанесена пленка из гидрогенизированного углерода с вкрапленными в него частицами ферромагнитного материала (2). Пленка нанесена на одну сторону диэлектрической ткани.
Толщина пленки составляет 0,5-1,5 мкм. Частицы ферромагнитного материала, как правило, имеют размер до 0,05 мкм и близкую к сферической геометрическую форму.
На цилиндрические элементы снизу при помощи диэлектрического связующего (3) наносится металлическая фольга (4), которая используется для монтажа покрытия на поверхности защищаемого объекта из любого материала.
На цилиндрические элементы сверху при помощи диэлектрического связующего (3) наносится стеклопластик (5), который используется для защиты покрытия от внешнего воздействия.
Частицы могут быть выполнены из любого известного ферромагнитного материала с диэлектрическими или полупроводящими мостиками между ними, обладающего аномально высокими диэлектрическими и магнитными потерями в СВЧ диапазоне. В качестве таких материалов могут быть использованы, например, кобальт, никель, железо, сплавы этих металлов.
Технические характеристики предлагаемого радиопоглощающего покрытия приведены в таблице.
Для изготовления поглощающих слоев предлагаемого радиопоглощающего покрытия используется метод магнетронного распыления, который обладает рядом достоинств, основными из которых являются высокая скорость роста пленок, их хорошая адгезия к материалу подложки и незначительное загрязнение посторонними газовыми включениями, низкая температура нагрева подложек, возможность распыления как проводников, так и диэлектриков и получения сверхтонких пленок с малыми радиационными дефектами, а также малая инерционность процесса.
Предлагаемое радиопоглощающее покрытие является эффективным поглотителем СВЧ излучения в широком диапазоне частот, обладающим расширенным рабочим диапазоном, а также меньшим весом по сравнению с аналогом.
Радиопоглощающее покрытие, содержащее основу с нанесенной пленкой из гидрогенизированного углерода с нанокластерами атомов металлов, защищенную с помощью тонкого стеклопластикового слоя от внешнего воздействия, отличающееся тем, что основа выполнена в виде цилиндрических элементов из диэлектрической ткани, защищенная от внешних воздействий снизу при помощи металлической фольги, а сверху при помощи тонкого стеклопластикового слоя, цилиндрические элементы расположены в одной плоскости между слоями стеклопластикового слоя и металлической фольги параллельно друг другу на расстоянии не менее одного диаметра вышеуказанных элементов.
