Rádióelnyelő anyag: leírás, jellemzők, alkalmazás

2024 Szerző: Howard Calhoun | [email protected]. Utoljára módosítva: 2023-12-17 10:30

A rádiótechnikai eszközök jelenlegi fejlettségi szintje és széleskörű használatuk napirendre tűzte az elektromágneses védelem és biztonság kérdéseit. Egészen a közelmúltig ez a problémaréteg az árnyékban maradt, mivel a technológiai szint nem tette lehetővé, hogy részletesen megvizsgálják őket. De ma már egy egész irány van a radar elnyelő anyagok (RPM) fejlesztésében, amelyeknek többféle célja van.

Az RPM hatóköre

Az ilyen anyagok használatának igénye felmerül a katonai-védelmi komplexumban, a polgári iparban, a rádióelektronikai eszközök fejlesztésének tipikus problémáinak megoldásában stb. A védelmi rendszerek és biztonsági eszközök azonban továbbra is legrelevánsabb az RPM-re vonatkozó kérés szempontjából. Ráadásul ez nem feltétlenül haditechnikai komplexum. Modern radar elnyelőkAz anyagokat sikeresen elsajátítják a számítógépes rendszerek résében, amelyek az információkat feldolgozzák az illetéktelen hozzáférés elleni védelmi eszközök összekapcsolásával. A biológiai eredetű objektumok így védettek az elektromágneses hatásoktól, a radar sérülékenységének csökkentése pedig a polgári és katonai egységek széles köre számára elengedhetetlen. Egy másik dolog az, hogy az egyes RPM-ek használatának jellege és tulajdonságai minden esetben jelentősen eltérhetnek.

Mi az RPM?

Ez az anyagosztály a termék összetételének és szerkezetének azon képességén keresztül határozható meg, hogy egy adott frekvenciatartományban biztosítja az elektromágneses energia elnyelését. Az RPM-ek új generációi hajlamosabbak a módosításra abból a szempontból, hogy képesek az elnyelt hullámokat bizonyos típusú energiává alakítani. Ebben a folyamatban az abszorpció mellett olyan jelenségek is megfigyelhetők, mint az interferencia, a szórás és a diffrakció. Ami a rádióelnyelő anyagok gyártását illeti, ezek ferromágnes részecskéin alapulnak. Széles hatótávolságú elnyelő anyagokként használják őket, amelyek szigetelő réteget képeznek a céltermék felületén az elektromágneses hullámokkal szemben. Ebben az esetben a szigetelő szerkezeti alapjának előfeltétele egy nem mágneses dielektrikum jelenléte. Ennek alapján az RPM különféle módosításait fejlesztik ki. Például a ferromágnesek szerkezetén kívül korom vagy grafit elemek is beépíthetők, amelyekabszorberek. A szűk tartományú fordulatszámok gyártása során a hangsúly a gumi vagy a műanyag használatán is van.

A különbség a radar elnyelő anyagok és a bevonatok között

Teljesítmény szempontjából nincs szigorú különbségtétel az erre a célra szolgáló anyagok és bevonatok között, de a gyártás és a további kezelés mechanikája miatt különbséget kell tenni ezek között az elszigetelési módok között. Különösen, ha a céltermék szerkezeti, sőt elemi alapjába anyagok is beépíthetők, akkor a bevonatok csak segédrétegként működnek a felületen, anélkül, hogy ettől eltérő jellegű feladatokat látnának el. Részben az elnyelőképességben is vannak különbségek, de ez a tényező inkább feltételes. A radar elnyelő anyag a szerkezettől függően mikrohullámú elnyelő eszközként mutathat némi sikert, de mindenesetre ez a képesség csak korlátozott hatótávolságra lesz jellemző. Például ma léteznek radarállomások sugárzási spektrumai, amelyek elvileg nem állnak rendelkezésre az RPM „feldolgozására”.

Az RPM műszaki és működési jellemzői

Az anyagok kialakításukban és felépítésükben meglehetősen változatosak, és mégis léteznek átlagos teljesítménymutatók a legmegbízhatóbb RPM-csoportokhoz. Az ezeket az értékeket tükröző alapvető jellemzők a következők:

• A munkahullámok hossza - 0,3-25 cm.
• A működési frekvencia spektrum 300 és 37 500 MHz között van.
• Mágneses áteresztőképesség - 1, 26 és 10-6 H/m között.
• Működési hőmérséklet-tartomány - -40 és 60 °С között.
• Súly – körülbelül 200-300 g/1 négyzetméter.

Figyelembe kell venni, hogy nem minden anyag képes fenntartani a fenti teljesítményjellemzőket zord külső felhasználási körülmények között. Ebben az értelemben kiemelhetjük a szőnyeg típusú Ternovnik sugárzáselnyelő anyagot, amelyet széles körben használnak az orosz vállalatok a különböző iparágakban. Számára gyakorlatilag nincsenek korlátozások a kemény éghajlati viszonyok között történő működésre. Ezenkívül ez az anyag ellenáll a mechanikai kopásnak, és megtartja a tárgyak szigetelésének képességét, függetlenül azok alakjától és területétől.

RPM-változatok

Bár jelenleg nincs egyértelmű különbségtétel az RPM szegmensben, ennek az anyagnak a következő kategóriái feltételesen megkülönböztethetők:

• Rezonáns. Frekvenciahangoltnak is nevezik - képesek az elnyelt hullám teljes vagy részleges semlegesítésére. A hatékonyságot közvetlenül a védőanyag vastagsága határozza meg.
• Nem rezonáns mágnes. Szerkezetükben ferrit van, melynek részecskéi az epoxirétegben oszlanak el. A mágneses radar elnyelő anyag nagy területen képes eloszlatni a kisugárzott energiát, ami lehetővé teszi a semlegesítést széles frekvenciatartományban.
• Nem rezonáns hangerő. Általában vastag szigetelőrétegek, amelyek elnyelik a bemenet nagy részétsugárzás, mielőtt visszaverődik a hátsó fémlemezről.

Ferromágneses porok fordulatszámának jellemzői

Egyfajta sugárzáselnyelő képességű bevonat, amely diszpergált mikrogömböket tartalmaz ferrit vagy karbonilvas részecskékkel. A porban lévő nagyfrekvenciás sugárzás abszorpciója során molekuláris rezgések lépnek fel, amelyek hő felszabadulását váltják ki. Ugyanaz a származtatott energia, amely disszipálódik vagy átkerül egy szomszédos tárolószerkezetbe. Hasonló működési elv figyelhető meg a neoprén gumilapoknál. Ez az anyag a mágneses veszteségek elvén működik, de szerkezetében szilárdabb ferrit és grafit töltőanyagot tartalmaz.

Hab RPM

Az RPM-ek speciális csoportja, amelyeket fontos objektumok hosszú távú elfedésére használnak. Ez a fajta anyag poliuretán hab alapú. Használatát az indokolja, hogy a végtermék kis méreteket és szerény tömeget kap, meglehetősen széles elnyelő aktivitással egészen a deciméteres spektrumig. Bár a nyersanyagok ebben az esetben drágábbak, a radar-elnyelő anyagok és a poliuretán alapú maszkoló hab bevonatok jelentős teljesítményelőnyökkel rendelkeznek:

• Nagy szilárdsági jellemzők a hasonló víz-polimer anyagokhoz képest.
• Az álcázó tulajdonságok fenntartása a végtelenségig.
• Kisebb tárolási igény az összetevők számára.
• Hab maszkoló huzatokelvileg nagy tapadás jellemzi őket, ami kiterjeszti alkalmazásuk lehetőségeit a legkülönfélébb felületekre.

Hazai RPM-fejlesztések

Orosz szakemberek dolgoznak az RPM-alkotás számos területén, de a nanoszerkezeteken alapuló anyagokat a legígéretesebb területekre kell utalni. Ezt a koncepciót különösen a Ferrit-Domen Kutatóintézet sajátítja el, amely vékony sugárelnyelő filmek egész sorát fejlesztette ki nanoelemekkel hidrogénezett szénből. Az orosz gyártmányú, nanostrukturált részecskéken alapuló sugárelnyelő anyagok előnyei közé tartozik a megnövelt elnyelőképesség, amely ultraszéles, 7-300 GHz-es frekvenciaspektrumban működik. A hőállóság és a mechanikai szilárdság mellett a fejlesztők megjegyzik az ilyen anyagok gyártásának környezetbarát és hulladékmentes technológiáját.

Következtetés

Az általános RPM-szegmens bővülése ellenére még mindig túl korai beszélni az erre az anyagosztályra vonatkozó megállapított és szabványosított fejlesztési szabványokról. Ez nagyrészt annak köszönhető, hogy az e területen dolgozó kutatóknak titokban kell dolgozniuk, de a fejlesztés technológiai összetettségével is összefüggésbe hozható problémák. Új, ígéretes sugárzáselnyelő anyagok beszerzése ma lehetetlen innovatív nyersanyagok használata nélkül. A technológusok aktívan dolgoznak az abszorpciós kapacitás becslésének pontosabb és hatékonyabb módszerein is, ami javítja az új RPM-ek azonosításának képességét. És ehhez a háttérhez képestlogikus, hogy a már hagyományossá vált, ugyanazon ferrit alapú sugárzáselnyelő szerek elvesztik relevanciájukat