Радиопоглъщащ материал: описание, характеристики, приложение

2024 Автор: Howard Calhoun | [email protected]. Последно модифициран: 2023-12-17 10:19

Настоящото ниво на развитие на радиотехническите устройства и широкото им използване поставят на дневен ред въпросите за електромагнитна защита и безопасност. Доскоро този слой проблеми оставаше в сянка, тъй като технологичното ниво не позволяваше да бъдат разгледани в детайли. Но днес има цяла посока за разработване на материали за поглъщане на радар (RPM), които имат различни цели.

Обхват на RPM

Необходимостта от използването на този вид материали възниква във военно-отбранителния комплекс, в цивилната индустрия, при решаването на типични проблеми при разработването на радиоелектронни устройства и т.н. Но защитните системи и средствата за сигурност все още са най-подходящо по отношение на заявката за RPM. Освен това това не е непременно военно-технически комплекс. Модерни радарни абсорбаториматериали се овладяват успешно в нишата на компютърните системи, които обработват информация със свързване на средства за защита срещу неоторизиран достъп. По този начин обектите от биологичен произход са защитени от електромагнитни въздействия, а намаляването на уязвимостта на радарите е необходимост за широк спектър от граждански и военни части. Друго нещо е, че естеството на употреба и свойствата на конкретни RPM във всеки отделен случай може да се различават значително.

Какво е RPM?

Този клас материали може да бъде дефиниран чрез способността на състава и структурата на продукта да гарантира поглъщането на електромагнитна енергия в определен честотен диапазон. Новите поколения RPM са по-податливи на модификация по отношение на способността им да преобразуват погълнатите вълни в определени видове енергия. В този процес освен абсорбция се наблюдават и явления като интерференция, разсейване и дифракция. Що се отнася до производството на радиопоглъщащи материали, те се основават на частици от феромагнит. Използват се като широкообхватни абсорбиращи материали, образуващи изолационен слой върху повърхността на целевия продукт по отношение на електромагнитните вълни. В този случай предпоставка за структурната основа на изолатора трябва да бъде наличието на немагнитен диелектрик. На тази основа се разработват различни модификации на RPM. Например, в допълнение към структурата на феромагнитите могат да бъдат включени елементи от сажди или графит, които действат катоабсорбатори. При производството на обороти с тесен обхват акцентът е и върху използването на гума или пластмаса.

Разликата между поглъщащи радар материали и покрития

Няма строго разграничение по отношение на производителността между материали и покрития за тази цел, но самата механика на производство и по-нататъшно боравене налага разграничаването на тези средства за изолация. По-специално, ако материалите могат да бъдат включени в структурната и дори елементната база на целевия продукт, тогава покритията действат само като спомагателен слой върху повърхността, без да изпълняват задачи от различно естество. Отчасти има и разлики в усвояващите способности, но този фактор е доста условен. В зависимост от структурата, поглъщащият радар материал може да покаже известен успех като микровълново поглъщащо устройство, но във всеки случай тази способност ще бъде характерна само за ограничен обхват. Например днес има радиационни спектри на радарни станции, които по принцип не са достъпни за „обработка“на RPM.

Технически и експлоатационни характеристики на RPM

Материалите са доста разнообразни по своя дизайн и структура, но въпреки това има средни показатели за ефективност за най-утвърдените групи RPM. Основните характеристики, които отразяват тези стойности, включват:

• Дължината на работните вълни - от 0,3 до 25 см.
• Работният честотен спектър е от 300 до 37 500 MHz.
• Магнитна пропускливост - от 1, 26 до 10-6 H/m.
• Работна температура - от -40 до 60 °С.
• Тегло - около 200-300 г на 1 кв.м.

Трябва да се има предвид, че не всеки материал може да поддържа горните експлоатационни характеристики при тежки външни условия на употреба. В този смисъл можем да отделим радиопоглъщащия материал Терновник тип килим, който се използва широко от руските предприятия в различни индустрии. За него практически няма ограничения за работа в сурови климатични условия. В допълнение, този материал е устойчив на механично износване и запазва способността да изолира обекти, независимо от тяхната форма и площ.

Разновидности на RPM

Въпреки че в момента няма ясно разграничение в сегмента на RPM, следните категории от този материал могат да бъдат условно разграничени:

• Резонансно. Наричани още честотно настроени - те са в състояние да осигурят пълна или частична неутрализация на погълнатата вълна. Ефективността се определя директно от дебелината на защитния продукт.
• Нерезонансни магнитни. Те имат в структурата си ферит, чиито частици са разпределени в епоксидния слой. Магнитният радар абсорбиращ материал е в състояние да разсее излъчената енергия върху голяма площ, което прави възможно постигането на неутрализация в широк честотен диапазон.
• Нерезонансен обем. Като правило те са дебели слоеве изолатори, които поглъщат по-голямата част от входарадиация, преди да се отрази от задната метална плоча.

Характеристики на RPM на феромагнитни прахове

Един вид покритие с радиопоглъщаща способност, което съдържа диспергирани микросфери с частици феритно или карбонилно желязо. В процеса на поглъщане на високочестотно лъчение в праха възникват молекулярни вибрации, които провокират отделянето на топлина. Същата получена енергия, която се разсейва или прехвърля към съседна структура за съхранение. Подобен принцип на действие се отбелязва в листовете от неопренов каучук. Този материал работи на принципа на магнитните загуби, но съдържа в структурата си по-твърд пълнител от ферит и графит.

Пяна RPM

Специална група RPM, които се използват за дългосрочно маскиране на важни обекти. Този тип материал се основава на полиуретанова пяна. Използването му е оправдано от факта, че крайният продукт получава малки размери и скромна маса с доста широк диапазон на абсорбираща активност до дециметровия спектър. Въпреки че суровините са по-скъпи в този случай, поглъщащите радар материали и покритията от маскираща пяна на полиуретанова основа имат значителни предимства в производителността:

• Високи якостни характеристики в сравнение с подобни водно-полимерни материали.
• Поддържайте качествата на прикриване за неопределено време.
• По-малко изисквания за съхранение за компоненти.
• Покритие от пянапо принцип се характеризират с висока адхезия, което разширява възможностите за тяхното приложение към голямо разнообразие от повърхности.

Вътрешно развитие на RPM

Руските специалисти работят в няколко области на създаване на RPM, но материалите, базирани на наноструктури, трябва да бъдат отнесени към най-обещаващите области. Тази концепция по-специално се овладява от изследователския институт Ferrit-Domen, който е разработил цяла линия от тънки радиопоглъщащи филми, изработени от хидрогениран въглерод с наноелементи. Предимствата на руските радиопоглъщащи материали, базирани на наноструктурирани частици, включват повишена абсорбираща способност, работеща в ултра широкия честотен спектър от 7–300 GHz. Освен това, наред с устойчивостта на топлина и механичната якост, разработчиците отбелязват екологосъобразността и технологията без отпадъци за производство на такива материали.

Заключение

Въпреки разширяването на общия RPM сегмент, все още е твърде рано да се говори за установени и стандартизирани стандарти за разработка на този клас материали. Това до голяма степен се дължи на секретността, в която трябва да работят изследователите в тази област, но има и проблеми, свързани с технологичната сложност на разработката. Получаването на нови обещаващи радиопоглъщащи материали днес е невъзможно без използването на иновативни суровини. Технолозите също така активно работят върху по-точни и ефективни методи за оценка на капацитета на усвояване, което подобрява способността за идентифициране на нови RPM. И на този фонлогично, радиопоглъщащите агенти на базата на същите ферити, които вече са станали традиционни, губят своята актуалност.