ПОГЛОТИТЕЛЬ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ВОЛН Российский патент 1995 года по МПК H01Q17/00 

Поглотитель электромагнитных волн относится к радиолокации и может быть использован для противорадиолокационной маскировки наземных объектов в виде легких накидок.

Известен поглотитель электромагнитных волн (патент США N 2977591, кл. 343-18, 1961), представляющий собой гибкий лист, характеризующийся низкой плотностью, из случайно расположенных непроводящих закрученных органических волокон. Волокна покрыты суспензией тонко раздробленного твердого проводящего углерода в резиновом связующем веществе.

Однако данный поглотитель электромагнитных волн имеет достаточно большой вес, что ограничивает область его применения.

Наиболее близким как по конструкции, так и по физическому принципу действия является поглотитель электромагнитных волн, выбранный в качестве прототипа и содержащий протяженные гибкие опорные элементы, прикрепляемые к объекту и его частям (патент США N 4688040, кл. 342-3, Н 01 Q 17/00, 1987). К опорным элементам прикреплены гибкие поглотители, находящиеся в свисающем состоянии и представляющие собой пучки волокон, к поверхности которых прикреплены элементарные поглотители, образующие с волокнами гибкие поглотители типа виноградной лозы или переплетенные листообразные ветви. Лозообразные элементы и листообразные ветви содержат материал, поглощающий радиолокационный сигнал.

К недостаткам прототипа можно отнести то обстоятельство, что крепящая основа выполнена в виде сплошной матрицы, имеющей свой собственный заметный коэффициент отражения, и гибкие поглотители (лозообразные элементы и листообразные ветви) имеют конфигурацию, не позволяющую обеспечить наилучшие законы частотной дисперсии эффективной диэлектри- ческой проницаемости поглотителей (релаксационный либо резонансный). Поглотитель электромагнитных волн имеет узкий рабочий диапазон длин волн.

Целью изобретения является расширение рабочего диапазона длин волн как в сторону коротких, так и длинных волн.

Цель достигается тем, что в поглотителе электромагнитных волн, содержащем опору и пучки гибких волокон, на поверхности которых укреплены поглощающие элементы, на опоре с одной стороны расположены держатели, прозрачные для электромагнитного излучения, а пучки гибких волокон вплетены в опору в ее плоскости так, что часть пучков охватывает держатели с их внешней стороны. Кроме того, держатели могут быть выполнены в виде сплошных стержней или дискретных стержней. Высота держателей h выбрана в пределах 0,1 λ_макс≅h≅0,3 λ_макс, где λ_макс наибольшая длина волны рабочего диапазона. Кроме того, держатели являются гибкими. Расстояние d между держателями лежит в пределах 0,2 λ_макс≅d≅λ_макс. Количество пучков гибких волокон, охватывающих держатели с их внешней стороны, составляет 20-50% от общего количества.

На фиг.1 и 2 представлены варианты поглотителя электромагнитных волн.

Поглотитель электромагнитных волн содержит опору в виде сетки 1, пучки 2 волокон с радиально расходящимися иглообразными поглощающими элементами и гибкие держатели 3. Пучки 2 волокон встроены в опору 1 так, что часть из них охватывает гибкие держатели 3 с внешней стороны.

Примеры реализации поглотителя электромагнитных волн.

В одном из вариантов в опору в виде синтетической сетки вплетены пучки волокон в количестве 80 шт. на 1 м² так, что 30% их количества охватывают гибкие сплошные стержни высотой 4 см на расстоянии 12 см (фиг.1). Держатели выполнены в виде гибких стержней из пенополиуретана на пучках гибких волокон, поглощающие элементы радиально расходящиеся иголки в виде отрезков резистивных нитей из стекловолокна с тонким углеродным покрытием.

В другом варианте изготовления предлагаемого поглотителя электромагнитных волн в опору синтетическую сетку вплетены пучки гибких волокон так, что 25% их количества охватывают гибкие дискретные стержни высотой 3 см на расстоянии 15 см (фиг.2). Поглощающие элементы радиально расходящиеся иглы выполнены в виде отрезков резистивных нитей из стекловолокна с тонким углеродным покрытием.

В третьем варианте в опорную синтетическую сетку пучки вплетены так, что 40% их количества охватывают гибкие сплошные стержни высотой 2 см на расстоянии 8 см. Пучки гибких волокон с радиально расходящимися иглами выполнены в виде отрезков резистивных лент из стекловолокна с тонким углеродным покрытием.

В четвертом варианте изготовления предлагаемого поглотителя электромагнитных волн пучки охватывают гибкие дискретные стержни высотой 1,5 см на расстоянии 10 см. Пучки гибких волокон с радиально расходящимися иглами выполнены в виде отрезков резистивных лент из стекловолокна с тонким углеродным покрытием.

Поглотитель электромагнитных волн работает следующим образом.

Электромагнитная волна падает на поглотитель электромагнитных волн со стороны гибких держателей 3. Пучки 2 гибких волокон с радиально расходящимися иглообразными поглощающими элементами, охватывающие гибкие держатели с их внешней стороны, образуют в коротковолновой части диапазона плавный вход, уменьшающий коэффициент отражения. Длинноволновая часть диапазона также эффективно поглощается, поскольку часть пучков волокон с поглощающими элементами, охватывающая держатели с их внешней стороны, образует четвертьволновый слой, согласующий импеданс свободного пространства с импедансом слоя, образованного частью пучков, расположенных под держателем.

Экспериментально показано, что поглотитель электромагнитных волн работает в широком диапазоне, включающем миллиметровые, сантиметровые и дециметровые волны. Величина коэффициента отражения во всем рабочем диапазоне лежит в пределах 15-25 дБ. Величина коэффициента отражения измерялась в диапазоне от 0,1 до 15 см. Таким образом, перекрытие частотного диапазона составило 150, шаг ячеи опоры в виде сетки в экспериментах изменялся в пределах (0,1-1) λ_макс. Были изготовлены поглотители электромагнитных волн, содержащие пучки гибких волокон с поглощающими элементами, имеющими круглую, плоскую и случайную форму. Количество пучков гибких волокон, которые охватывали держатели высотой от (0,1-0,3) λ_макс и находились между собой на расстоянии (0,2-1) λ_макс составляло от 20 до 50%

Использование: для противорадиолокационной маскировки наземных объектов. Сущность изобретения: введены держатели 3 из радиопрозрачного материала, установленные на опору 1, а пучки 2 гибких волокон, на которых закреплены поглощающие элементы, вплетены в опору 1, и часть их охватывает держатели 3. Держатели могут быть выполнены гибкими в виде стержней. Даны размеры держателей 3 и указано расстояние между ними, указано количество пучков 2, охватывающих держатели 3. 6 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. ПОГЛОТИТЕЛЬ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ВОЛН, содержащий опору и пучки гибких волокон, на каждом из которых закреплены поглощающие элементы, отличающийся тем, что в него введены держатели, выполненные из радиопрозрачного материала, держатели установлены на опоре, в опору вплетены пучки гибких волокон, частью которых охвачены держатели. 2. Поглотитель по п.1, отличающийся тем, что каждый держатель выполнен в виде стержня. 3. Поглотитель по п.1, отличающийся тем, что каждый держатель выполнен в виде набора стержней. 4. Поглотитель по п.1, отличающийся тем, что высота h держателей выбрана в пределах 0,1λ_max≅ h ≅ 0,3λ_max, где λ_max наибольшая длина волны рабочего диапазона. 5. Поглотитель по пп.1 4, отличающийся тем, что держатели выполнены гибкими. 6. Поглотитель по пп.1 5, отличающийся тем, что расстояние D между держателями выбрано в пределах 0,2λ_max≅ d ≅ λ_max.
7. Поглотитель по п.1, отличающийся тем, что количество пучков гибких волокон, охватывающих держатели, составляет 20 50% от общего количества пучков гибких волокон.