RU2313869C1 - Protective coating (alternatives) - Google Patents

Abstract

FIELD: radio electronics.

SUBSTANCE: proposed protective coating that can be used in developing and operating devices designed to confine electromagnetic radiation of instruments and to protect electronic equipment, information media, and biologic entities against high-level electromagnetic radiation has flexible film with surface impedance layer disposed on incident electromagnetic wave side. Film of first design alternate is made in the form of ribbon interwoven into reticular warp to form hold stitch in each cell; reticular warp cell width amounts to (0.1 - 1)λ, where λ is mean length of operating-range electromagnetic wave; reticular warp cell width, hold stitch radius, and film width are interrelated as follows: (0.8-1.5) : (1-2) : (0.6-2.7), respectively. Coating of second design alternate has embossed surface formed by uniformly alternating projections or cavities. Processes of multiple reflection of incident waves from embossed outer surface of coating are noted along with those of electromagnetic wave absorption caused by magnetic and electromagnetic loss in impedance layer of film. Transfer to new frequency band is attained by changing geometry of embossed outer surface basing on same type of film.

EFFECT: facilitated manufacture, enhanced efficiency of protection against electromagnetic radiation, reduced mass and size.

2 cl

Description

Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано при разработке и эксплуатации устройств, предназначенных для локализации электромагнитных излучений приборов, защиты от повышенного уровня электромагнитных излучений радиоэлектронной аппаратуры, носителей информации и биологических объектов.The invention relates to electronics and can be used in the development and operation of devices designed for the localization of electromagnetic radiation of devices, protection against an increased level of electromagnetic radiation of electronic equipment, information carriers and biological objects.

Известно покрытие, предназначенное для уменьшения радиолокационной видимости объекта (1). Известное средство защиты выполнено в виде гибкой основы с закрепленным на ее поверхности экраном, отражающим электромагнитные волны. Экран представляет собой металлическую сетку, на которую нанесен слой из радиопоглощающего материала. Недостатком известного технического решения является сложность изготовления и значительный вес покрытия.Known coating designed to reduce the radar visibility of the object (1). The known means of protection is made in the form of a flexible base with a screen mounted on its surface, reflecting electromagnetic waves. The screen is a metal mesh on which a layer of radar absorbing material is applied. A disadvantage of the known technical solution is the complexity of manufacture and a significant coating weight.

Наиболее близким к обоим вариантам данного изобретения техническим решением является защитное покрытие, предназначенное для уменьшения обратного радиолокационного отражения (2). Известное средство защиты выполнено в виде гибкой электроизолирующей пленки с нанесенным на нее электропроводным слоем в виде сетки, состоящей из участков радионепрозрачной электропроводной пленки.Closest to both versions of the present invention, the technical solution is a protective coating designed to reduce reverse radar reflection (2). The known means of protection is made in the form of a flexible electrically insulating film with an electrically conductive layer deposited on it in the form of a grid consisting of sections of a radio-opaque electrically conductive film.

Недостатком известного защитного средства является сложность изготовления, обусловленная сложностью конструкции импедансного слоя. Сложность изготовления особенно проявляется при необходимости расширения рабочего диапазона электромагнитного излучения, т.к. в соответствии с длиной каждой рабочей волны необходимо изготавливать свой радиопоглощающий материал.A disadvantage of the known protective agent is the complexity of manufacture, due to the complexity of the design of the impedance layer. The complexity of manufacturing is especially manifested when it is necessary to expand the working range of electromagnetic radiation, because in accordance with the length of each working wave, it is necessary to produce its own radar absorbing material.

Техническим результатом, которого можно достичь при использовании обоих вариантов данного изобретения, является упрощение изготовления.The technical result that can be achieved using both variants of the present invention is to simplify manufacturing.

Технический результат по первому варианту изобретения достигается тем, что в защитном покрытии, содержащем гибкую пленку с поверхностным импедансным слоем, расположенным со стороны падающей электромагнитной волны (2), пленка соединена с гибкой сетчатой основой и имеет вид ленты, которая вплетена в сетчатую основу с образованием в каждой ее ячейке воздушной петли, при этом ширина ячейки сетчатой основы составляет (0,1÷1)λ, где λ - средняя длина электромагнитной волны рабочего диапазона, а величины ширины ячейки сетчатой основы, радиуса воздушной петли и ширины пленки соотносятся между собой соответственно (0,8÷1,5):(1÷2):(0,6÷2,7).The technical result according to the first embodiment of the invention is achieved in that in a protective coating containing a flexible film with a surface impedance layer located on the side of the incident electromagnetic wave (2), the film is connected to a flexible mesh base and has the form of a tape that is woven into a mesh base with the formation in each cell of the air loop, while the width of the cell of the mesh base is (0.1 ÷ 1) λ, where λ is the average length of the electromagnetic wave of the working range, and the width of the cell of the mesh base, radius of air The loop and the width of the film are related to each other, respectively (0.8 ÷ 1.5) :( 1 ÷ 2) :( 0.6 ÷ 2.7).

Технический результат по второму варианту изобретения достигается тем, что в защитном покрытии, содержащем гибкую пленку с поверхностным импедансным слоем, расположенным со стороны падающей электромагнитной волны (2), пленка соединена с основой и имеет совместно с основой рельефную поверхность, образованную равномерно чередующимися выступами либо впадинами, расстояние между которыми составляет (0,1÷1)λ, где λ - средняя длина электромагнитной волны рабочего диапазона, причем величины расстояния между выступами либо впадинами и их высота либо глубина соотносятся между собой соответственно (0,8÷1,5):(1÷2).The technical result according to the second embodiment of the invention is achieved in that in a protective coating containing a flexible film with a surface impedance layer located on the side of the incident electromagnetic wave (2), the film is connected to the base and together with the base there is a relief surface formed by evenly alternating protrusions or depressions , the distance between which is (0.1 ÷ 1) λ, where λ is the average length of the electromagnetic wave of the working range, and the distance between the protrusions or depressions and their height For depth correspond to each other respectively (0,8 ÷ 1,5) :( 1 ÷ 2).

В обоих вариантах изобретения технический результат достигается идентичными путями: созданием рельефной поверхности поглощающего импедансного слоя (петельчатой структуры - по первому варианту либо шиловидной - по второму варианту) с соблюдением определенной геометрии рельефа (выбором соотношения его параметров), связью размеров рельефа поверхности с длиной падающей электромагнитной волны.In both variants of the invention, the technical result is achieved in identical ways: by creating a relief surface of the absorbing impedance layer (looped structure according to the first embodiment or awl-shaped according to the second embodiment), observing a certain geometry of the relief (choosing the ratio of its parameters), correlating the dimensions of the surface relief with the incident electromagnetic length the waves.

В патентных источниках информации не обнаружено сведений о данной конструкции средства защиты от электромагнитных излучений, что позволяет сделать вывод о соответствии данного изобретения критериям охраноспособности.No information was found in the patent information sources about this design of the means of protection against electromagnetic radiation, which allows us to conclude that the invention meets the eligibility criteria.

Защитное покрытие по первому варианту его выполнения включает в себя размещенную на сетчатой основе гибкую пленку с односторонним поверхностным импедансным слоем, расположенным со стороны падающей электромагнитной волны. Пленка имеет вид ленты, которая вплетена в сетчатую основу с образованием в каждой ее ячейке воздушной петли. Ширина ячейки основы составляет (0,1÷1)λ, где λ - средняя длина падающей волны рабочего диапазона электромагнитного излучения. Величины ширины ячейки сетчатой основы, радиуса воздушной петли и ширины пленки соотносятся между собой соответственно (0,8÷1,5):(1÷2):(0,6÷2,7).The protective coating according to the first embodiment includes a flexible film placed on a mesh basis with a one-sided surface impedance layer located on the side of the incident electromagnetic wave. The film has the form of a tape that is woven into a mesh base with the formation of an air loop in each of its cells. The width of the base cell is (0.1 ÷ 1) λ, where λ is the average incident wavelength of the working range of electromagnetic radiation. The values of the mesh width of the mesh base, the radius of the air loop and the width of the film are related to each other, respectively (0.8 ÷ 1.5) :( 1 ÷ 2) :( 0.6 ÷ 2.7).

Защитное покрытие по второму варианту его выполнения содержит соединенную с основой гибкую пленку с поверхностным импедансным слоем, направленным в сторону электромагнитного излучения. Пленка совместно с основой имеет рельефную поверхность, образованную равномерно чередующимися рельефами, выполненными в виде выступов либо впадин. Расстояние между рельефами составляет (0,1÷1)λ, где λ - средняя длина падающей волны рабочего диапазона электромагнитного излучения. Величины расстояния между выступами либо впадинами и их высота либо глубина соотносятся между собой соответственно (0,8÷1,5):(1÷2).The protective coating according to the second embodiment comprises a flexible film connected to the base with a surface impedance layer directed towards electromagnetic radiation. The film together with the base has a relief surface formed by uniformly alternating reliefs made in the form of protrusions or depressions. The distance between the reliefs is (0.1 ÷ 1) λ, where λ is the average incident wavelength of the working range of electromagnetic radiation. The distance between the protrusions or depressions and their height or depth are related to each other, respectively (0.8 ÷ 1.5) :( 1 ÷ 2).

Для обоих вариантов соотношение между величинами магнитной и диэлектрической проницаемости материала импедансного слоя может быть любым.For both options, the ratio between the values of magnetic and dielectric constant of the material of the impedance layer can be any.

Пленка, содержащая импедансный слой, может быть выполнена из полимерного либо полиамидного материала, например лавсана, на который нанесен тонкий металлизированный слой, например из ферромагнитного сплава. Нанесение слоя осуществляется путем вакуумной металлизации.The film containing the impedance layer may be made of a polymeric or polyamide material, for example, lavsan, on which a thin metallized layer is applied, for example, of a ferromagnetic alloy. The layer is applied by vacuum metallization.

Сетчатая основа может быть выполнена из любых синтетических или натуральных нитей.The mesh base can be made of any synthetic or natural threads.

Основа для размещения пленки, поверхность которой имеет равномерно чередующиеся рельефы (выпуклости либо впадины), может быть выполнена из любых синтетических или натуральных материалов, способных сохранять приданную им форму.The basis for the placement of the film, the surface of which has uniformly alternating reliefs (bulges or depressions), can be made of any synthetic or natural materials that can keep their shape.

Соединение пленки с основой может быть осуществлено склеиванием по всей поверхности, прессованием либо с помощью точечной фиксации.The connection of the film with the base can be carried out by bonding over the entire surface, pressing or using spot fixing.

Рельефная поверхность пленки, продублированной основой, может быть выполнена с помощью формования.The relief surface of the film, duplicated by the base, can be performed using molding.

Выбор материала основы для размещения пленки по обоим вариантам выполнения определяется условиями эксплуатации защитного покрытия и должен удовлетворять, в частности, требованиям по прочности, гибкости, влагостойкости.The choice of the base material for the placement of the film in both embodiments is determined by the operating conditions of the protective coating and must satisfy, in particular, the requirements for strength, flexibility, and moisture resistance.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Защищаемый от электромагнитного воздействия объект размещают под съемным защитным покрытием. Электромагнитные волны, падающие из свободного пространства, попадают на поглощающие элементы покрытия, диффузно рассеиваясь во всем их объеме. При этом наряду с процессами поглощения электромагнитных волн, обусловленными магнитными и диэлектрическими потерями в импедансном слое пленки, имеют место процессы многократного отражения падающих волн от рельефов наружной поверхности покрытия, сопровождающиеся поглощением энергии волн. При произвольном направлении падающих волн их рассеяние сводится к минимуму. Это происходит благодаря тому, что волны постепенно поглощаются в рельефных элементах поверхности, например воздушных петлях, в которых площади поверхностей, расположенных нормально к падающей волне, минимизированы. Для эффективной защиты желательно, чтобы при плетении воздушной петли импедансный слой был направлен наружу, т.е. в сторону направления электромагнитного излучения.An object protected from electromagnetic interference is placed under a removable protective coating. Electromagnetic waves incident from free space fall on the absorbing elements of the coating, diffusely scattering in their entire volume. In addition to the processes of absorption of electromagnetic waves due to magnetic and dielectric losses in the impedance layer of the film, there are processes of multiple reflection of incident waves from the reliefs of the outer surface of the coating, accompanied by absorption of wave energy. With an arbitrary direction of the incident waves, their scattering is minimized. This is due to the fact that waves are gradually absorbed in the relief elements of the surface, for example, air loops, in which the areas of surfaces normal to the incident wave are minimized. For effective protection, it is desirable that, when weaving the air loop, the impedance layer is directed outward, i.e. towards the direction of electromagnetic radiation.

Переход на новый частотный диапазон достигается изменением геометрии рельефа наружной поверхности на базе одного и того же типа пленки.The transition to a new frequency range is achieved by changing the geometry of the relief of the outer surface on the basis of the same type of film.

Простота изготовления при хороших массогабаритных показателях и высокой эффективности защиты делают данное покрытие наиболее предпочтительным для решения проблем электромагнитной совместимости, защиты разного вида объектов от электромагнитных излучений, оборудования безэховых камер.The ease of manufacture with good overall dimensions and high protection efficiency make this coating the most preferable for solving the problems of electromagnetic compatibility, protection of various types of objects from electromagnetic radiation, and anechoic chamber equipment.

Источники информацииInformation sources

1. RU 2155420 С1, Н01Q 17/00, 2000 г.1. RU 2155420 C1, H01Q 17/00, 2000

2. RU 2214026 C2, Н01Q 17/00, 1999 г.2. RU 2214026 C2, H01Q 17/00, 1999.

Claims (2)

1. Защитное покрытие, содержащее гибкую пленку с поверхностным импедансным слоем, расположенным со стороны падающей электромагнитной волны, отличающееся тем, что пленка имеет вид ленты, которая вплетена в сетчатую основу с образованием в каждой ее ячейке воздушной петли, при этом ширина ячейки сетчатой основы составляет (0,1÷1)λ, где λ - средняя длина электромагнитной волны рабочего диапазона, а величины ширины ячейки сетчатой основы, радиуса воздушной петли и ширины пленки соотносятся между собой соответственно: (0,8÷1,5):(1÷2):(0,6÷2,7).1. A protective coating containing a flexible film with a surface impedance layer located on the side of the incident electromagnetic wave, characterized in that the film has the form of a tape that is woven into the mesh base with the formation of an air loop in each of its cells, while the mesh width of the mesh base is (0,1 ÷ 1) λ, where λ is the average length of the electromagnetic wave of the operating range, and the cell width of the mesh base, the radius of the air loop and the width of the film are related, respectively: (0,8 ÷ 1,5) :( 1 ÷ 2) :( 0.6 ÷ 2.7). 2. Защитное покрытие, содержащее гибкую пленку с поверхностным импедансным слоем, расположенным со стороны падающей электромагнитной волны, отличающееся тем, что пленка соединена с основой и имеет совместно с основой рельефную поверхность, образованную равномерно чередующимися выступами либо впадинами, расстояние между которыми составляет (0,1÷1)λ, где λ - средняя длина электромагнитной волны рабочего диапазона, причем величины расстояния между выступами либо впадинами и их высота либо глубина соотносятся между собой соответственно: (0,8÷1,5):(1÷2).2. A protective coating containing a flexible film with a surface impedance layer located on the side of the incident electromagnetic wave, characterized in that the film is connected to the base and together with the base there is a relief surface formed by uniformly alternating protrusions or depressions, the distance between which is (0, 1 ÷ 1) λ, where λ is the average electromagnetic wavelength of the operating range, and the distance between the protrusions or depressions and their height or depth are related, respectively: (0.8 ÷ 1.5) :( 1 ÷ 2).