Υλικό ραδιοαπορρόφησης: περιγραφή, χαρακτηριστικά, εφαρμογή

2024 Συγγραφέας: Howard Calhoun | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2023-12-17 10:23

Το σημερινό επίπεδο ανάπτυξης των συσκευών ραδιομηχανικής και η ευρεία χρήση τους θέτει στην ημερήσια διάταξη τα θέματα της ηλεκτρομαγνητικής προστασίας και ασφάλειας. Μέχρι πρόσφατα, αυτό το στρώμα προβλημάτων παρέμενε στη σκιά, αφού το τεχνολογικό επίπεδο δεν επέτρεπε να εξεταστούν λεπτομερώς. Αλλά σήμερα υπάρχει μια ολόκληρη κατεύθυνση για την ανάπτυξη υλικών απορρόφησης ραντάρ (RPM), τα οποία έχουν διάφορους σκοπούς.

Εύρος RPM

Η ανάγκη χρήσης αυτού του είδους υλικών προκύπτει στο στρατιωτικό αμυντικό σύμπλεγμα, στην πολιτική βιομηχανία, στην επίλυση τυπικών προβλημάτων στην ανάπτυξη ραδιοηλεκτρονικών συσκευών κ.λπ. Όμως τα προστατευτικά συστήματα και τα εργαλεία ασφαλείας εξακολουθούν να είναι πιο σχετικό όσον αφορά το αίτημα για RPM. Επιπλέον, αυτό δεν είναι απαραίτητα ένα στρατιωτικό-τεχνικό συγκρότημα. Σύγχρονοι απορροφητές ραντάρτα υλικά κατακτώνται με επιτυχία στη θέση των συστημάτων υπολογιστών που επεξεργάζονται πληροφορίες με τη σύνδεση μέσων προστασίας από μη εξουσιοδοτημένη πρόσβαση. Τα αντικείμενα βιολογικής προέλευσης προστατεύονται έτσι από ηλεκτρομαγνητικές επιδράσεις και η μείωση της ευπάθειας των ραντάρ είναι αναγκαιότητα για ένα ευρύ φάσμα πολιτικών και στρατιωτικών μονάδων. Ένα άλλο πράγμα είναι ότι η φύση της χρήσης και οι ιδιότητες συγκεκριμένων RPM σε κάθε περίπτωση μπορεί να διαφέρουν σημαντικά.

Τι είναι RPM;

Αυτή η κατηγορία υλικών μπορεί να οριστεί μέσω της ικανότητας της σύνθεσης και της δομής του προϊόντος να διασφαλίζει την απορρόφηση ηλεκτρομαγνητικής ενέργειας σε ένα συγκεκριμένο εύρος συχνοτήτων. Οι νέες γενιές RPM είναι πιο επιδεκτικές τροποποιήσεων όσον αφορά την ικανότητά τους να μετατρέπουν τα απορροφούμενα κύματα σε ορισμένους τύπους ενέργειας. Σε αυτή τη διαδικασία, εκτός από την απορρόφηση, παρατηρούνται και φαινόμενα όπως η παρεμβολή, η σκέδαση και η περίθλαση. Όσον αφορά την παραγωγή ραδιοαπορροφητικών υλικών, βασίζονται σε σωματίδια ενός σιδηρομαγνήτη. Χρησιμοποιούνται ως απορροφητικά υλικά μεγάλης εμβέλειας, σχηματίζοντας ένα μονωτικό στρώμα στην επιφάνεια του προϊόντος στόχου σε σχέση με τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα. Σε αυτή την περίπτωση, προϋπόθεση για τη δομική βάση του μονωτή πρέπει να είναι η παρουσία ενός μη μαγνητικού διηλεκτρικού. Σε αυτή τη βάση, αναπτύσσονται διάφορες τροποποιήσεις του RPM. Για παράδειγμα, εκτός από τη δομή των σιδηρομαγνητών, μπορούν να συμπεριληφθούν στοιχεία αιθάλης ή γραφίτη, τα οποία λειτουργούν ωςαπορροφητές. Στην παραγωγή στροφών στενού εύρους, η έμφαση δίνεται επίσης στη χρήση καουτσούκ ή πλαστικών.

Η διαφορά μεταξύ υλικών και επικαλύψεων που απορροφούν ραντάρ

Δεν υπάρχει αυστηρή διάκριση, όσον αφορά την απόδοση, μεταξύ υλικών και επιστρώσεων για το σκοπό αυτό, αλλά η ίδια η μηχανική κατασκευής και ο περαιτέρω χειρισμός καθιστούν αναγκαία τη διάκριση μεταξύ αυτών των μέσων απομόνωσης. Συγκεκριμένα, εάν τα υλικά μπορούν να συμπεριληφθούν στη δομική και ακόμη και στοιχειακή βάση του προϊόντος στόχου, τότε οι επικαλύψεις λειτουργούν μόνο ως βοηθητικό στρώμα στην επιφάνεια, χωρίς να εκτελούν εργασίες διαφορετικής φύσης. Εν μέρει, υπάρχουν επίσης διαφορές στις ικανότητες απορρόφησης, αλλά αυτός ο παράγοντας είναι μάλλον υπό όρους. Ανάλογα με τη δομή, το απορροφητικό υλικό ραντάρ μπορεί να παρουσιάσει κάποια επιτυχία ως συσκευή απορρόφησης μικροκυμάτων, αλλά σε κάθε περίπτωση, αυτή η ικανότητα θα είναι χαρακτηριστική μόνο για περιορισμένο εύρος. Για παράδειγμα, σήμερα υπάρχουν φάσματα ακτινοβολίας σταθμών ραντάρ που, κατ' αρχήν, δεν είναι διαθέσιμα για «επεξεργασία» των RPM.

Τεχνικά και λειτουργικά χαρακτηριστικά RPM

Τα υλικά είναι αρκετά διαφορετικά ως προς το σχεδιασμό και τη δομή τους, και ωστόσο υπάρχουν μέσες δείκτες απόδοσης για τις πιο καθιερωμένες ομάδες RPM. Τα βασικά χαρακτηριστικά που αντικατοπτρίζουν αυτές τις τιμές περιλαμβάνουν:

• Το μήκος των κυμάτων εργασίας - από 0,3 έως 25 cm.
• Το φάσμα συχνοτήτων λειτουργίας είναι από 300 έως 37.500 MHz.
• Μαγνητική διαπερατότητα - από 1, 26 έως 10-6 H/m.
• Εύρος θερμοκρασίας λειτουργίας - από -40 έως 60 °C.
• Βάρος - περίπου 200-300 g ανά 1 τ.μ.

Πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι δεν μπορεί κάθε υλικό να διατηρήσει τα παραπάνω χαρακτηριστικά απόδοσης σε δύσκολες εξωτερικές συνθήκες χρήσης. Υπό αυτή την έννοια, μπορούμε να ξεχωρίσουμε το ραδιοαπορροφητικό υλικό Ternovnik τύπου χαλιού, το οποίο χρησιμοποιείται ευρέως από ρωσικές επιχειρήσεις σε διάφορες βιομηχανίες. Για αυτόν, πρακτικά δεν υπάρχουν περιορισμοί στη λειτουργία σε δύσκολες κλιματολογικές συνθήκες. Επιπλέον, αυτό το υλικό είναι ανθεκτικό στη μηχανική τριβή και διατηρεί την ικανότητα να μονώνει αντικείμενα ανεξάρτητα από το σχήμα και την περιοχή τους.

Ποικιλίες RPM

Αν και δεν υπάρχει επί του παρόντος σαφής διάκριση στο τμήμα RPM, οι ακόλουθες κατηγορίες αυτού του υλικού μπορούν να διακριθούν υπό όρους:

• Ηχηρό. Ονομάζονται επίσης συχνοσυντονισμένα - είναι σε θέση να παρέχουν πλήρη ή μερική εξουδετέρωση του απορροφούμενου κύματος. Η αποτελεσματικότητα καθορίζεται άμεσα από το πάχος του προστατευτικού προϊόντος.
• Μαγνητικό μη συντονισμό. Έχουν φερρίτη στη δομή τους, τα σωματίδια του οποίου κατανέμονται στο εποξειδικό στρώμα. Το υλικό που απορροφά το μαγνητικό ραντάρ είναι σε θέση να διαχέει την ακτινοβολούμενη ενέργεια σε μια μεγάλη περιοχή, γεγονός που καθιστά δυνατή την επίτευξη εξουδετέρωσης σε ένα ευρύ φάσμα συχνοτήτων.
• Μη ηχητικός όγκος. Κατά κανόνα, είναι παχιά στρώματα μονωτών που απορροφούν το μεγαλύτερο μέρος της εισόδουακτινοβολία πριν ανακλαστεί από την πίσω μεταλλική πλάκα.

Χαρακτηριστικά των RPM σε σιδηρομαγνητικές σκόνες

Είδος επίστρωσης με ικανότητα απορρόφησης ραδιοφώνου, που περιέχει διάσπαρτες μικροσφαίρες με σωματίδια φερρίτη ή καρβονυλοσίδηρο. Κατά τη διαδικασία απορρόφησης της ακτινοβολίας υψηλής συχνότητας στη σκόνη, εμφανίζονται μοριακές δονήσεις, οι οποίες προκαλούν την απελευθέρωση θερμότητας. Η ίδια προερχόμενη ενέργεια που διαχέεται ή μεταφέρεται σε μια παρακείμενη δομή αποθήκευσης. Μια παρόμοια αρχή λειτουργίας σημειώνεται σε φύλλα από καουτσούκ νεοπρενίου. Αυτό το υλικό λειτουργεί με βάση την αρχή των μαγνητικών απωλειών, αλλά περιέχει στη δομή του ένα πιο στερεό πληρωτικό φερρίτη και γραφίτη.

Σ.α.λ. αφρού

Μια ειδική ομάδα RPM που χρησιμοποιούνται για μακροχρόνια κάλυψη σημαντικών αντικειμένων. Αυτός ο τύπος υλικού βασίζεται σε αφρό πολυουρεθάνης. Η χρήση του δικαιολογείται από το γεγονός ότι το τελικό προϊόν λαμβάνει μικρές διαστάσεις και μέτρια μάζα με αρκετά μεγάλο εύρος απορροφητικής δραστηριότητας μέχρι το δεκατιανό φάσμα. Αν και οι πρώτες ύλες είναι πιο ακριβές σε αυτή την περίπτωση, τα υλικά που απορροφούν ραντάρ και οι επικαλύψεις αφρού κάλυψης με βάση την πολυουρεθάνη έχουν σημαντικά πλεονεκτήματα απόδοσης:

• Χαρακτηριστικά υψηλής αντοχής σε σύγκριση με παρόμοια υλικά νερού-πολυμερούς.
• Διατηρήστε τις ιδιότητες κάλυψης επ' αόριστον.
• Λιγότερες απαιτήσεις αποθήκευσης για εξαρτήματα.
• Καλύμματα κάλυψης αφρούκαταρχήν χαρακτηρίζονται από υψηλή πρόσφυση, η οποία διευρύνει τις δυνατότητες εφαρμογής τους σε μεγάλη ποικιλία επιφανειών.

Εξελίξεις εγχώριων RPM

Ρώσοι ειδικοί εργάζονται σε διάφορους τομείς δημιουργίας RPM, αλλά τα υλικά που βασίζονται σε νανοδομές θα πρέπει να αναφέρονται στους πιο υποσχόμενους τομείς. Αυτή η ιδέα, ειδικότερα, ελέγχεται από το Ερευνητικό Ινστιτούτο Ferrit-Domen, το οποίο έχει αναπτύξει μια ολόκληρη σειρά λεπτών ραδιοαπορροφητικών φιλμ κατασκευασμένων από υδρογονωμένο άνθρακα με νανοστοιχεία. Τα πλεονεκτήματα των ρωσικής κατασκευής ραδιοαπορροφητικών υλικών που βασίζονται σε νανοδομημένα σωματίδια περιλαμβάνουν αυξημένη απορροφητική ικανότητα που λειτουργεί στο εξαιρετικά ευρύ φάσμα συχνοτήτων 7–300 GHz. Επίσης, μαζί με την αντοχή στη θερμότητα και τη μηχανική αντοχή, οι προγραμματιστές σημειώνουν τη φιλικότητα προς το περιβάλλον και την τεχνολογία χωρίς απόβλητα για την κατασκευή τέτοιων υλικών.

Συμπέρασμα

Παρά την επέκταση του γενικού τμήματος RPM, είναι ακόμα πολύ νωρίς για να μιλήσουμε για καθιερωμένα και τυποποιημένα πρότυπα ανάπτυξης για αυτήν την κατηγορία υλικών. Αυτό οφείλεται σε μεγάλο βαθμό στη μυστικότητα με την οποία πρέπει να εργαστούν οι ερευνητές σε αυτόν τον τομέα, αλλά υπάρχουν επίσης προβλήματα που σχετίζονται με την τεχνολογική πολυπλοκότητα της ανάπτυξης. Η απόκτηση νέων πολλά υποσχόμενων ραδιοαπορροφητικών υλικών σήμερα είναι αδύνατη χωρίς τη χρήση καινοτόμων πρώτων υλών. Οι τεχνολόγοι εργάζονται επίσης ενεργά σε πιο ακριβείς και αποτελεσματικές μεθόδους εκτίμησης της ικανότητας απορρόφησης, γεγονός που ενισχύει την ικανότητα εντοπισμού νέων RPM. Και σε αυτό το φόντοΛογικά, οι παράγοντες απορρόφησης ραδιοφώνου που βασίζονται στους ίδιους φερρίτες, οι οποίοι έχουν ήδη γίνει παραδοσιακοί, χάνουν τη σημασία τους.