RU2037926C1 - Electromagnetic wave absorber - Google Patents

Abstract

FIELD: antiradar masking of terrestrial objects. SUBSTANCE: absorber is provided in addition with radio transparent holders 3 mounted on support 1 and bundles 2 of flexible fibers carrying absorbing members; fibers are interwoven in support 1 and part of them embrace holders 3 which may be flexible rods. Sizes of holders 3 and distance between them, as well as quantity of bundles 2 embracing holders 3 are given in description. EFFECT: improved design. 7 cl, 2 dwg

Description

Поглотитель электромагнитных волн относится к радиолокации и может быть использован для противорадиолокационной маскировки наземных объектов в виде легких накидок. An electromagnetic wave absorber refers to radar and can be used for anti-radar masking of ground objects in the form of light capes.

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. A known absorber of electromagnetic waves (US patent N 2977591, CL 343-18, 1961), which is a flexible sheet characterized by a low density of randomly located non-conductive twisted organic fibers. The fibers are coated with a suspension of finely divided solid conductive carbon in a rubber binder.

Однако данный поглотитель электромагнитных волн имеет достаточно большой вес, что ограничивает область его применения. However, this absorber of electromagnetic waves has a sufficiently large weight, which limits its scope.

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. The closest in design and physical principle of operation is an electromagnetic wave absorber, selected as a prototype and containing extended flexible support elements attached to the object and its parts (US patent N 4688040, CL 342-3, CL 01 Q 17 / 00, 1987). Flexible absorbers are attached to the supporting elements, which are in a drooping state and are bundles of fibers, to the surface of which elementary absorbers are attached, forming flexible absorbers such as grapevines or interlaced leaf-shaped branches with fibers. Vine-shaped elements and leaf-shaped branches contain material that absorbs the radar signal.

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. The disadvantages of the prototype include the fact that the fastening base is made in the form of a continuous matrix having its own noticeable reflection coefficient, and flexible absorbers (vine-shaped elements and leaf-shaped branches) have a configuration that does not allow to provide the best laws of frequency dispersion of the effective dielectric constant of the absorbers (relaxation or resonance). The electromagnetic wave absorber has a narrow operating wavelength range.

Целью изобретения является расширение рабочего диапазона длин волн как в сторону коротких, так и длинных волн. The aim of the invention is to expand the operating range of wavelengths in the direction of both short and long waves.

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.The goal is achieved in that in an electromagnetic wave absorber containing a support and bundles of flexible fibers, on the surface of which absorbing elements are fixed, holders on one side are holders transparent to electromagnetic radiation, and bundles of flexible fibers are woven into the support in its plane so that part of the bundles covers the holders from their outer side. In addition, the holders can be made in the form of solid rods or discrete rods. The height of the holders h is selected in the range 0.1 λ _max ≅ h,30.3 λ _max , where λ _{max is the} longest wavelength of the operating range. In addition, the holders are flexible. The distance d between the holders lies within 0.2 λ _max ≅d≅λ _max . The number of bundles of flexible fibers covering the holders on their outer side is 20-50% of the total.

На фиг.1 и 2 представлены варианты поглотителя электромагнитных волн. Figure 1 and 2 presents the options of the absorber of electromagnetic waves.

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. The electromagnetic wave absorber contains a support in the form of a grid 1, bundles of 2 fibers with radially diverging needle-shaped absorbing elements and flexible holders 3. The bundles of 2 fibers are built into the support 1 so that some of them cover the flexible holders 3 from the outside.

Примеры реализации поглотителя электромагнитных волн. Examples of implementation of an absorber of electromagnetic waves.

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.In one embodiment, bundles of fibers in the amount of 80 pieces are woven into the support in the form of a synthetic mesh. 1 m ² so that 30% of their number is covered by solid solid rods 4 cm high at a distance of 12 cm (Fig. 1). The holders are made in the form of flexible rods of polyurethane foam on bundles of flexible fibers, absorbing elements of radially diverging needles in the form of pieces of resistive fibers of fiberglass with a thin carbon coating.

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. In another embodiment of the manufacture of the proposed electromagnetic wave absorber, bundles of flexible fibers are woven into the support of the synthetic mesh so that 25% of their number is covered by flexible discrete rods 3 cm high at a distance of 15 cm (FIG. 2). Absorbing elements of radially diverging needles are made in the form of segments of resistive fibers of fiberglass with a thin carbon coating.

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. In the third version, the beams are woven into the synthetic support mesh so that 40% of their number is covered by solid solid rods 2 cm high at a distance of 8 cm. The bundles of flexible fibers with radially diverging needles are made in the form of pieces of resistive tapes made of fiberglass with a thin carbon coating.

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. In the fourth embodiment of the proposed electromagnetic wave absorber, the beams cover flexible discrete rods with a height of 1.5 cm at a distance of 10 cm. The bundles of flexible fibers with radially diverging needles are made in the form of pieces of resistive tapes made of fiberglass with a thin carbon coating.

Поглотитель электромагнитных волн работает следующим образом. The absorber of electromagnetic waves works as follows.

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. An electromagnetic wave is incident on the electromagnetic wave absorber from the side of the flexible holders 3. The bundles of 2 flexible fibers with radially diverging needle-shaped absorbing elements, covering the flexible holders from their outer side, form a smooth input in the short-wave part of the range, which reduces the reflection coefficient. The long-wavelength part of the range is also effectively absorbed, since part of the fiber bundles with absorbing elements, covering the holders on their outer side, forms a quarter-wave layer matching the impedance of free space with the impedance of the layer formed by part of the bundles located under the holder.

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%It is experimentally shown that the absorber of electromagnetic waves operates in a wide range, including millimeter, centimeter and decimeter waves. The value of the reflection coefficient in the entire operating range lies in the range of 15-25 dB. The value of the reflection coefficient was measured in the range from 0.1 to 15 cm. Thus, the overlap of the frequency range was 150, the mesh step of the support in the form of a grid in the experiments varied within (0.1-1) λ _max . Absorbers of electromagnetic waves were made containing bundles of flexible fibers with absorbing elements having a round, flat and random shape. The number of bundles of flexible fibers that covered holders with a height of (0.1-0.3) λ _max and were at a distance of (0.2-1) λ _max ranged from 20 to 50%

Claims (6)

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. 1. ABSORBER OF ELECTROMAGNETIC WAVES, containing a support and bundles of flexible fibers, on each of which absorbing elements are fixed, characterized in that holders made of radio-transparent material are inserted into it, holders are mounted on a support, bundles of flexible fibers are woven into the support, some of which are covered holders. 2. Поглотитель по п.1, отличающийся тем, что каждый держатель выполнен в виде стержня. 2. The absorber according to claim 1, characterized in that each holder is made in the form of a rod. 3. Поглотитель по п.1, отличающийся тем, что каждый держатель выполнен в виде набора стержней. 3. The absorber according to claim 1, characterized in that each holder is made in the form of a set of rods. 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.4. The absorber according to claim 1, characterized in that the height h of the holders is selected within 0.1λ _max ≅ h ≅ 0.3λ _max , where λ _{max is the} longest wavelength of the operating range. 5. Поглотитель по пп.1 4, отличающийся тем, что держатели выполнены гибкими. 5. The absorber according to claims 1 to 4, characterized in that the holders are made flexible. 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.6. The absorber according to claims 1 to 5, characterized in that the distance D between the holders is selected within 0.2λ _max ≅ d ≅ λ _max .
7. The absorber according to claim 1, characterized in that the number of bundles of flexible fibers covering the holders is 20 to 50% of the total number of bundles of flexible fibers.

Images