RU2322736C1 - Electromagnetic wave absorber - Google Patents

Abstract

FIELD: radio electronics; protecting pieces of equipment against electromagnetic radiation.

SUBSTANCE: proposed electromagnetic wave absorber is essentially reticular textile warp with linen weave of two pairs of identical flexible cylindrical elements in each aperture. Each cylindrical element has electricity conducting microdipoles radially diverging therefrom. Change-over to new frequency band is attained by varying pitch of weave, size of reticular warp apertures, distance between dipoles, and length of the latter.

EFFECT: ability of producing stable three-dimensional structure equally protecting pieces of equipment at their any disposition in space, improved matching and radio characteristics.

3 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 устройство, предназначенное для уменьшения радиолокационной видимости объекта (1), выполненное в виде тонкого слоя нетканого войлока, в который вплетены электропроводящие микродиполи разной длины. Недостатком известного устройства является низкая степень защиты от электромагнитного излучения, обусловленная недостаточным уровнем поглощения энергии падающей электромагнитной волны.A device is known that is designed to reduce the radar visibility of an object (1), made in the form of a thin layer of non-woven felt, in which electrically conductive microdipoles of different lengths are woven. A disadvantage of the known device is the low degree of protection against electromagnetic radiation, due to the insufficient level of absorption of energy of the incident electromagnetic wave.

Наиболее близким к изобретению является поглотитель электромагнитных волн, выполненный в виде сетчатой опоры, в которую вплетены поглощающие гибкие цилиндрические элементы, каждый из которых состоит из электропроводящих микродиполей, расположенных вдоль его оси и радиально расходящихся от нее. На опоре размещены прозрачные для электромагнитного излучения держатели, которые закреплены на сетке с помощью цилиндрических элементов (2). Известное устройство обладает высокой степенью защиты от электромагнитного излучения в широком рабочем диапазоне частот, однако конструктивно осложнено держателями. Кроме того, уровень защиты зависит от расположения поглотителя электромагнитных волн в пространстве. Это объясняется тем, что поглотитель обладает выраженной анизотропной структурой, т.е. имеет различный коэффициент отражения при изменении его ориентации в рабочей плоскости относительно вектора напряженности электрической составляющей падающей электромагнитной волны.Closest to the invention is an electromagnetic wave absorber made in the form of a mesh support into which absorbing flexible cylindrical elements are woven, each of which consists of electrically conductive microdipoles located along its axis and radially diverging from it. On the support are holders transparent to electromagnetic radiation, which are fixed to the grid using cylindrical elements (2). The known device has a high degree of protection against electromagnetic radiation in a wide operating frequency range, however, structurally complicated by the holders. In addition, the level of protection depends on the location of the electromagnetic wave absorber in space. This is because the absorber has a pronounced anisotropic structure, i.e. has a different reflection coefficient when changing its orientation in the working plane relative to the intensity vector of the electric component of the incident electromagnetic wave.

Техническим результатом, которого можно достичь при использовании данного изобретения, является улучшение массогабаритных показателей путем упрощения конструкции и повышение надежности работы путем обеспечения стабильности коэффициента отражения при изменении ориентации поглотителя электромагнитных волн в рабочей плоскости.The technical result that can be achieved using the present invention is to improve the overall dimensions by simplifying the design and increasing the reliability by ensuring the stability of the reflection coefficient when changing the orientation of the absorber of electromagnetic waves in the working plane.

Технический результат достигается за счет того, что в поглотителе электромагнитных волн, содержащем сетчатую основу, в которую вплетены гибкие цилиндрические элементы, выполненные из электропроводящих микродиполей, расположенных вдоль его оси и радиально расходящихся от нее (2), в каждой из ячеек сетчатой основы выполнено полотняное переплетение двух пар идентичных гибких цилиндрических элементов. Длина электропроводящего микродиполя гибкого цилиндрического элемента может составлять от 0,3λ до 5λ, где λ - средняя длина электромагнитной волны рабочего диапазона. Электропроводящие микродиполи могут быть изготовлены из комплексной стеклонити с углеродным электропроводящим слоем.The technical result is achieved due to the fact that in the absorber of electromagnetic waves containing a mesh base, into which are woven flexible cylindrical elements made of electrically conductive microdipoles located along its axis and radially diverging from it (2), in each of the cells of the mesh base linen is made interweaving of two pairs of identical flexible cylindrical elements. The length of the electrically conductive microdipole of the flexible cylindrical element can be from 0.3λ to 5λ, where λ is the average electromagnetic wavelength of the operating range. Electrically conductive microdipoles can be made of complex glass fiber with a carbon electrically conductive layer.

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

Устройство выполнено в виде полотняного переплетения двух пар гибких цилиндрических элементов, размещенных на сетчатой основе. В каждую из ячеек сетчатой основы по каждому из двух взаимно перпендикулярных направлений вплетено по два идентичных гибких цилиндрических элемента. Каждый цилиндрический элемент состоит из электропроводящих микродиполей, установленных вдоль его оси и радиально расходящихся от нее. Осями цилиндрических элементов являются линии объединения микродиполей друг с другом. Конструктивно цилиндрические элементы образованы скручиванием вокруг собственной оси жгута из двух или более диэлектрических нитей, между которыми проложены микродиполи.The device is made in the form of a plain weave of two pairs of flexible cylindrical elements placed on a mesh basis. Two identical flexible cylindrical elements are woven into each of the cells of the mesh base in each of two mutually perpendicular directions. Each cylindrical element consists of electrically conductive microdipoles mounted along its axis and radially diverging from it. The axes of the cylindrical elements are the lines of association of microdipoles with each other. Structurally, the cylindrical elements are formed by twisting around the own axis of the bundle of two or more dielectric filaments, between which microdipoles are laid.

Микродиполи, представляющие собой отрезки резистивных нитей, могут быть изготовлены из комплексной стеклонити с электропроводящим углеродным покрытием, например сажей. Изготовление микродиполей и их окраска производится на стандартном техническом оборудовании.Microdipoles, which are segments of resistive filaments, can be made of complex glass fibers with an electrically conductive carbon coating, such as soot. The manufacture of microdipoles and their coloring is carried out using standard technical equipment.

Сетчатая основа может быть выполнена из вискозно-лавсановых нитей. Для закрепления конструкции покрытие окантовывается по периметру внешним кантом, выполненным, например, из веретенной ленты.The mesh base can be made of viscose-mylar threads. To fix the structure, the coating is edged around the perimeter with an external edging made, for example, of spindle tape.

Шаг переплетения, размеры ячеек сетчатой основы, расстояние между диполями, их длина и полное сопротивление зависят от рабочего частотного диапазона и степени необходимого ослабления энергии отраженной электромагнитной волны. Оптимально длина микродиполя составляет (0,3÷5)λ, где λ - средняя длина рабочего диапазона, а расстояние между диполями - от 0,5 до 5 мм.The interweaving step, the mesh size of the mesh base, the distance between the dipoles, their length and impedance depend on the operating frequency range and the degree of necessary attenuation of the energy of the reflected electromagnetic wave. The optimum length of the microdipole is (0.3 ÷ 5) λ, where λ is the average length of the operating range, and the distance between the dipoles is from 0.5 to 5 mm.

Защищаемый от электромагнитного воздействия объект размещают под съемным защитным покрытием, которое может иметь вид ковриков, штор, экранов и т.п. Электромагнитные волны, падающие из свободного пространства, попадают на поглощающие элементы покрытия, диффузно рассеиваясь. При этом наряду с процессами поглощения электромагнитных волн, обусловленными диэлектрическими потерями в микродиполях, имеют место процессы многократного отражения и переотражения падающих волн от микродиполей, сопровождающиеся поглощением энергии электромагнитных волн. При произвольном направлении падающих волн их обратное отражение сводится к минимуму. Это происходит благодаря тому, что волны постепенно поглощаются в объемной ворсистой структуре, образованной хаотично расположенными в пространстве микродиполями.An object protected from electromagnetic interference is placed under a removable protective coating, which may take the form of rugs, curtains, screens, etc. Electromagnetic waves incident from free space fall on the absorbing elements of the coating, diffusely scattering. In addition to the processes of absorption of electromagnetic waves caused by dielectric losses in microdipoles, there are processes of multiple reflection and re-reflection of incident waves from microdipoles, accompanied by absorption of energy of electromagnetic waves. With an arbitrary direction of the incident waves, their back reflection is minimized. This is due to the fact that waves are gradually absorbed in a voluminous fleecy structure formed by randomly distributed microdipoles in space.

Полотняное переплетение цилиндрических элементов, имеющих вид «ершиков», образует устойчивую объемную структуру. Из-за хаотичного расположения микродиполей по всему объему радиопоглощающего материала обеспечивается его изотропность, т.е. независимость коэффициента отражения электромагнитных волн от ориентации в пространстве. Благодаря этому улучшаются радиотехнические характеристики, т.е. уменьшается коэффициент отражения и расширяется эффективный рабочий диапазон длин волн, следствием чего является повышение степени защиты. Обеспечение надежного и стабильного уровня защиты при любых изменениях расположения поглотителя в пространстве делает его универсальным в применении.Linen weave of cylindrical elements having the appearance of "brushes" forms a stable volumetric structure. Due to the random arrangement of microdipoles throughout the volume of the radar absorbing material, its isotropy is ensured, i.e. independence of the reflection coefficient of electromagnetic waves from spatial orientation. Due to this, the radio technical characteristics are improved, i.e. the reflection coefficient decreases and the effective operating range of wavelengths expands, which results in an increase in the degree of protection. Providing a reliable and stable level of protection for any changes in the location of the absorber in space makes it universal in application.

Ворсистая поверхность покрытия, имеющая защитную окраску, обладает высокой степенью оптической маскировки, т.к. полностью имитирует натуральные условия, делая защищаемый объект малозаметным в оптическом диапазоне.The fleecy surface of the coating, which has a protective color, has a high degree of optical masking, because completely imitates natural conditions, making the protected object hardly noticeable in the optical range.

Переход на новый частотный диапазон достигается изменением шага переплетения, размеров ячеек сетчатой основы, расстояния между диполями и их длиной.The transition to a new frequency range is achieved by changing the interweaving step, the mesh size of the mesh base, the distance between the dipoles and their length.

Простота изготовления и универсальность применения при хороших массогабаритных показателях и высокой эффективности защиты делают данный поглотитель электромагнитных волн наиболее предпочтительным для решения проблем электромагнитной совместимости, защиты разного вида объектов от электромагнитных излучений, оборудования безэховых камер.Simplicity of manufacture and universality of application with good overall dimensions and high protection efficiency make this absorber of electromagnetic waves the most preferable for solving problems of electromagnetic compatibility, protection of various types of objects from electromagnetic radiation, and anechoic chamber equipment.

Источники информацииInformation sources

1. US 3725927, 343-1813, 1973 г.1. US 3725927, 343-1813, 1973.

2. RU 2037926, H01Q 17/00, 1992 г.2. RU 2037926, H01Q 17/00, 1992.

Claims (3)

1. Поглотитель электромагнитных волн, содержащий сетчатую основу, в которую вплетены гибкие цилиндрические элементы с радиально расходящимися от них электропроводящими микродиполями, отличающийся тем, что в каждой из ячеек сетчатой основы выполнено полотняное переплетение двух пар идентичных гибких цилиндрических элементов.1. An electromagnetic wave absorber comprising a mesh base into which flexible cylindrical elements are woven with electrically conductive microdipoles radially diverging from them, characterized in that in each of the mesh base cells a plain weave of two pairs of identical flexible cylindrical elements is made. 2. Поглотитель электромагнитных волн по п.1, отличающийся тем, что длина электропроводящего микродиполя составляет (0,3÷5)λ, где λ - средняя длина электромагнитной волны рабочего диапазона.2. The electromagnetic wave absorber according to claim 1, characterized in that the length of the electrically conductive microdipole is (0.3 ÷ 5) λ, where λ is the average electromagnetic wavelength of the operating range. 3. Поглотитель электромагнитных волн по п.1, отличающийся тем, что электропроводящие микродиполи изготовлены из комплексной стеклонити с углеродным электропроводящим слоем.3. The electromagnetic wave absorber according to claim 1, characterized in that the electrically conductive microdipoles are made of complex glass fiber with a carbon electrically conductive layer.