АНТИРАДАРНЫЙ МАТЕРИАЛ Российский патент 2007 года по МПК H01Q17/00 

Область техники

Изобретение относится к материалам, уменьшающим величину и/или мощность отраженного сигнала от электромагнитной волны радиолокатора в широком диапазоне частот, и может быть использовано в качестве защитного приспособления для уменьшения радиолокационной заметности объектов различных типоразмеров и конфигурации в радиолокационном диапазоне «видимости» электромагнитных волн (ЭМВ).

Предшествующий уровень техники

Известен поглотитель электромагнитного излучения (патент US 5,561,428, кл. H01Q 17/00), в котором наполнитель выполнен в виде ориентированных произвольным образом нитей, образующих трехмерную пористую структуру, при этом на часть нитей нанесен проводящий слой.

К его недостаткам можно отнести сложность изготовления при нанесении проводящего слоя на нити и формировании из нитей равномерной трехмерной нитевой структуры в наполнителе.

Известен синтетический диэлектрический материал широкополосного поглощения и отражения (патент US 5,298,903, кл. H01Q 17/00), содержащий синтетический материал с распределенными в нем эллипсовидными релеевскими отражателями с максимальным линейным размером, меньшим наименьшей длины волны в заданном частотном диапазоне. Релеевские частицы представляют собой изолятор, покрытый тонкой металлической оболочкой. Толщина материала выбрана больше максимальной длины волны рабочей полосы в синтетическом материале.

К недостаткам данного материала можно отнести сложность его изготовления и нанесения на защищаемый объект.

Наиболее близким по технической сути и назначению к заявляемому изобретению является радиопоглощающий материал, описанный в патенте (RU 2107705 С1, кл. С09D 5/32; С08К 3/10, опубл. 27.03.98). В нем в качестве полимерного связующего использован синтетический клей «Элатон», а в качестве наполнителя - порошкообразные феррит или карбонильное железо в соотношении, мас.%: «Элатон» - 80-20; магнитный наполнитель 20-80.

Раскрытие изобретения

Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является создание эластичного антирадарного материала, который исключит или значительно снизит вероятность обнаружения и/или классификации объектов при использовании стационарных и мобильных радиолокаторов, работающих в диапазоне частот от 8 ГГц до 13 ГГц. При этом антирадарный материал может наноситься непосредственно на поверхность защищаемого объекта и/или на гибкую электропроводящую основу, выполненную из тканого и/или нетканого материала, из которого изготавливается чехол, покрытый антирадарным материалом.

Технический результат, достигаемый при осуществлении изобретения, заключается в снижении уровня и/или мощности отраженной электромагнитной волны от объекта в направлении облучающего радиолокатора на 10-30 дБ (в зависимости от требуемой величины снижения) по отношению к уровню и/или мощности лоцирующей электромагнитной волны радиолокатора при его размещении на любом расстоянии не ближе ста метров от защищаемого объекта.

Указанный технический результат достигается тем, что в антирадарном материале, содержащем полимерное связующее и порошкообразный наполнитель, в качестве наполнителя использована смесь карбонильного железа, феррита и фуллерена при следующем соотношении компонентов, мас.%:

полимерное связующее40-60феррит9-6карбонильное железо42-28фуллерен9-6

при этом фуллерен использован в виде смеси фуллеренов С-60 и С-70 при следующем соотношении компонентов, мас.%:

фуллерен С-6070-99,9фуллерен С-7030-0,1

а феррит и карбонильное железо использованы в виде частиц сферической формы диаметром 10-50 мкм.

Добавление в композицию фуллеренов приводит к возникновению в материале специфических атомно-молекулярных структур, в которых под воздействием падающей электромагнитной волны возникают флуктуации электронной плотности, значительно снижающие уровень и/или мощность отражаемой в окружающее пространство электромагнитной волны.

Наличие случайно ориентированных и равномерно расположенных в объеме полимерного связующего частиц наполнителя различных размеров приводит к образованию релеевских рассеивающих структур различных размеров, что приводит к расширению рабочего частотного диапазона предлагаемого материала.

Диаграмма зависимости ослабления уровня и/или мощности отражаемой волны радиолокатора в диапазоне частот 8-13 ГГц при использовании полимера с наполнителем без фуллерена и с фуллереном приведена на чертеже.

Приведенные характеристики получены для материала толщиной примерно 1,7 мм, нанесенного на металлическую основу. Наполнитель выполнен в виде смеси карбонильного железа, феррита и фуллеренов (70% С-60, 30% С-70) при следующем соотношении компонентов, мас.%: 85; 5 и 10 соответственно.

В качестве полимерного связующего могут быть использованы, например, латексы марок СКС-50ГПС (ГОСТ 14053-78), БС-50 «А» (ГОСТ 15080-77), БСК-70/2 (ТУ 38.103541-88), DL-950.

Материал можно наносить также на гибкую электропроводящую основу. При этом получаются гибкие покрытия, которые можно использовать для создания антирадарных чехлов. В качестве гибкой электропроводящей основы можно использовать нетканые материалы, представленные в таблице 1.

Для создания внешнего декоративного слоя могут быть использованы эмали, например, марок АС-1151 (акрилстирольная, ТУ 6-10-1029-83), ХВ 16 (хлорвинильная ТУ 6-10-1301-83), ЭП-140 (эпоксидная ГОСТ 24709-81), HFA 133, 132,130 (производство США MILC-83286, полиуретановая полуглянцевая, матовая, глянцевая, артикул 31738/317155/317011). Вышеуказанные эмали наносятся на покрытие либо непосредственно, либо на подстилающий грунт.

Примеры осуществления изобретения

Антирадарный материал приготавливается путем механического смешивания компонентов непосредственно перед нанесением его на покрываемую поверхность. В зависимости от необходимого значения снижения уровня и/или мощности отражаемой электромагнитной волны приготовляют соответствующие соотношения компонентов наполнителя.

После измерений, произведенных на объекте, выявлено три локальных участка с различными, высокими уровнями и/или мощностями отражаемой электромагнитной волны. Первый - в виде уголкового отражателя на поверхности объекта, второй представлял собой кромку, образованную пересечением двух плоскостей, третий - в виде плоской пластины, расположенной по нормали к оси облучения.

Для ослабления отражения от первого участка потребовалось нанести на него антирадарный материал с рецептурой №1 толщиной 1,5 мм. Это привело к снижению отражения на 13 дБ. На второй участок напылили антирадарный материал толщиной 2 мм с рецептурой №2, что привело к снижению отражения на 19 дБ. Для ослабления отражения от третьего участка на пластину был нанесен слой материала толщиной 0,8 мм с рецептурой №3, что привело к снижению отражения на 11 дБ. Состав рецептур представлен в таблице 2.

Таблица 2.Рецептура №1полимерное связующее - 40 феррит - 9 карбонильное железо - 42 фуллерен - 9Рецептура №2полимерное связующее - 46 феррит - 7 карбонильное железо - 40 фуллерен - 7Рецептура №3полимерное связующее - 50 феррит - 7 карбонильное железо - 36 фуллерен - 7

Работает антирадарный материал следующим образом. Часть падающей на материал из пространства СВЧ-энергии электромагнитной волны поглощается путем преобразования в энергию теплового движения молекул материала наполнителя, а часть хаотично переотражается в пространство. В переотражении многократно участвуют все частицы наполнителя, являющиеся равномерно распределенными в полимерной основе элементарными точечными излучателями с широкими диаграммами направленности. Переотражение электромагнитной волны является не зеркальным, а диффузным (по аналогии из оптики можно привести эффект «пыльного зеркала»).

Промышленная применимость

Использование изобретения обеспечивает снижение заметности защищаемого объекта в радиолокационном диапазоне электромагнитных волн (ЭМВ). Производство и использование заявляемого материала не накладывает жестких требований к безопасности персонала и технологическому оборудованию, т.к. все используемые материалы не токсичны.

Изобретение относится к эластичным антирадарным материалам. Технический результат заключается в снижении уровня и/или мощности отраженной от объекта электромагнитной волны на 10-30 дБ. Сущность изобретения состоит в том, что материал содержит полимерное связующее и порошкообразный наполнитель, изготовленный из смеси карбонильного железа, феррита и фуллерена в определенном соотношении компонентов. При этом антирадарный материал может наноситься непосредственно на поверхность защищаемого объекта и/или на гибкую электропроводящую основу, выполненную из тканого и/или нетканого материала, из которого изготавливается гибкий чехол, покрытый антирадарным материалом. 1 ил., 2 табл.

Антирадарный материал, содержащий полимерное связующее и порошкообразный наполнитель, отличающийся тем, что в качестве наполнителя использована смесь карбонильного железа, феррита и фуллерена при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Полимерное связующее40-60Феррит9-6Карбонильное железо42-28Фуллерен9-6

при этом фуллерен использован в виде смеси фуллеренов С-60 и С-70 при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Фуллерен С-6070-99,9Фуллерен С-7030-0,1

а феррит и карбонильное железо использованы в виде частиц сферической формы с диаметром 10-50 мкм.