Слоистый поглотитель электромагнитных волн и способ его изготовления

Слоистый поглотитель электромагнитных волн и способ его изготовления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к поглотителям электромагнитных волн (ПЭВ) и может быть использовано для защиты объектов и обслуживающего персонала.

Известен поглотитель электромагнитных волн и способ его изготовления (патент РФ №2119216, кл. H01Q 17/00, 1998 г. - аналог), представляющий многослойное интерференционное покрытие, включающее несколько слоев переменной толщины, выполненный методами напыления или окраски.

Недостатком данного поглотителя является трудоемкость и дороговизна изготовления резонансных слоев.

Известен поглотитель электромагнитных волн и способ его изготовления (патент РФ №2119216, кл. H01Q 17/00, 1998 г. - аналог), представляющий собой многослойное покрытие, включающее несколько слоев переменной толщины, между которыми расположены двухмерные решетки резонансных элементов, а способ его изготовления включает формирование на металлической подложке фазосдвигающих слоев методом наклеивания заготовок переменной толщины и формирования на их внешних поверхностях двухмерных решеток резонансных элементов

Недостатком данного поглотителя электромагнитных волн является трудоемкость и дороговизна изготовления резонансных элементов.

Наиболее близким к предлагаемому слоистому поглотителю электромагнитных волн является слоистый поглотитель электромагнитных волн (патент РФ №2231181, кл. H01Q 17/00, 2004 г. - прототип), состоящий из поглощающих элементов, диэлектрическая проницаемость которых возрастает от наружного активного слоя к внутренним слоям и металлу.

Недостатком данного поглотителя является сложность изготовления, получение высокого коэффициента поглощения (менее 99% по мощности), а также увеличение стоимости и веса поглотителя.

Техническим результатом изобретения является создание слоистого поглотителя электромагнитных волн с коэффициентом поглощения по мощности не менее 99% в диапазоне частот 42-76 Гц и в видимой области, т.е. в диапазоне 4×10¹⁴-7,5×10¹⁴ Гц.

Технический результат достигается за счет того, что слоистый поглотитель электромагнитных волн, состоящий из поглощающих элементов, диэлектрическая проницаемость которых возрастает от наружного активного слоя к внутренним слоям и металлу, выполнен из элементов, состоящих: из основного поглощающего слоя толщиной 1,0-2,0 мм, выполненного в виде собранных в пакет слоев ткани, причем первый и последний слои ткани металлизированы медью; из согласующего поглощающего слоя, выполненного в виде слоя сетки, металлизированной медью, с размером ячейки от 1,5 до 2,5 мм и толщиной 3-4 мм, с удельным электрическим сопротивлением 330-360 Ом, а сетка изготовлена из минеральных волокон и расположена на верхней поверхности основного поглощающего слоя; из защитного слоя, нанесенного на верхнюю поверхность основного поглощающего слоя, и из электропроводящего слоя, выполненного в виде слоя никеля толщиной 15-20 мкм, соприкасающегося с защитным объектом, а электропроводящий слой расположен на нижней поверхности основного металлизированного медью поглощающего слоя, готовое изделие покрывают слоем краски или лака с красителем зеленого цвета, причем в качестве минеральных волокон используют базальтовое или стеклянное волокно, а сетка согласующего поглощающего слоя выполнена из крученой нити диаметром 0,5-2,5 мм или ровинга, и в качестве защитного слоя используют слой краски или лака.

Способ изготовления слоистого поглотителя электромагнитных волн, включающий формирование на металлической подложке фазосдвигающих слоев методом наклеивания заготовок переменной толщины, осуществляют следующим образом. Предварительно получают заготовки слоев ткани основного поглощающего слоя, из полученных заготовок собирают пакет толщиной от 1,0 до 1,8 мм или толщиной 2,0 мм, при этом осуществляют химическим способом металлизацию медью первого и последнего слоев заготовки ткани, далее на верх полученного пакета основного поглощающего слоя наносят слой краски или лака, с последующей его сушкой при температуре 100-120°С и укладывают слой сетки, металлизированной медью, а нижний слой пакета основного поглощающего слоя, металлизированного медью, соединяют со слоем ткани, причем на поверхность, соприкасающуюся с защитным объектом, электрохимическим способом наносят слой никеля толщиной 15-20 мкм, затем готовое изделие покрывают слоем краски или лака с красителем зеленого цвета.

На чертеже схематично показаны способ изготовления слоистого поглотителя электромагнитных волн и его конструкция, состоящая:

1 - электропроводящий слой (Ni - экран);

2 - электропроводящая пленка с удельным сопротивлением 50 Ом×см;

3 - ткань, металлизированная медью;

4 - слой клея;

5 - сетка с электропроводящей пленкой из никеля с удельным сопротивлением 330-360 Ом×см;

6 - защитный слой - слой краски или лака с красителем зеленого цвета.

Пример изготовления слоистого поглотителя электромагнитных волн

1) Получение основного поглощающего слоя: отдельно изготавливают заготовки из слоев ткани и сетки на основе стеклянных или базальтовых волокон, затем проводят их обезжиривание, полученные заготовки ткани собирают в пакет толщиной 1,0-1,8 мм (для защиты обслуживающего персонала) или толщиной 2,0 мм (для защиты объектов), причем отдельно на первый и последний слои заготовок ткани химическим способом наносят слой меди (2) с удельным электрическим сопротивлением от 20 до 45 Ом×см.

2) Изготовление согласующего поглощающего слоя осуществляют следующим образом: на подготовленную заготовку сетки толщиной 3-4 мм и ячейкой 1,5-2,5 мм, выполненную из крученой нити ⌀0,5-2,5 мм или ровинга из базальтовых или стеклянных волокон, химическим способом наносят слой меди с удельным химическим сопротивлением 330-360 Ом×см.

3) Сборка слоистого поглотителя электромагнитных волн осуществляют следующим образом: на верх основного поглощающего слоя (2), металлизированного медью, наносят слой клея (4) и укладывают согласующий поглощающий слой в виде металлизированной медью сетки (5), а низ основного поглощающего слоя, металлизированного медью, соединяют со слоем ткани (1), причем на поверхность ткани (1), которая соприкасается с защищающим объектом, электрохимическим способом наносят слой никеля толщиной 15-20 мкм.

Толщину пленок меди и никеля контролируют по величине удельного электрического сопротивления, равного от 20-330 Ом на квадрат.

4) На полученное изделие наносят слой краски или лака (6) толщиной 200 мкм, в состав которых вводят краситель зеленого цвета, обеспечивающий поглощение ЭМВ в диапазоне 4×10¹⁴-7,5×10¹⁴ Гц, с последующей сушкой при температуре 100-120°С.

Многослойный поглотитель электромагнитных волн (ПЭМВ) может быть использован для маскировки от РЛС, а также для уменьшения радиолокационной видимости защитных объектов (техника, сооружения, люди) радиолокационными средствами в диапазоне ЭВМ 42-76 ГГц.

Защита от излучения ЭМВ мобильных телефонов. За счет модуляции ЭМВ в электронной системе мобильного телефона возникают частоты 42-67 ГГц, которые воздействуют на биологические частоты человека (частота попадает в резонанс).

Для защиты персонала от излучения компьютеров из многослойного ПЭВ изготавливают фартуки, халаты, перегородки, которые работают:

- поглотителем экраном;

- поглотителем ЭМВ;

- экраном ЭМ.

Многослойный ПЭМВ защищает от излучения объекты в оптическом диапазоне частоты 4×10¹⁴-7,5×10¹⁴ Гц.

1. Слоистый поглотитель электромагнитных волн, состоящий из поглощающих элементов, диэлектрическая проницаемость которых возрастает от наружного активного слоя к внутренним слоям и металлу, отличающийся тем, что слоистый поглотитель выполнен из элементов, состоящих: из основного поглощающего слоя толщиной 1,0-2,0 мм, выполненного в виде собранных в пакет слоев ткани, причем первый и последний слои ткани металлизированы медью; из согласующего поглощающего слоя, выполненного в виде слоя сетки, металлизированной медью, с размером ячейки от 1,5 до 2,5 мм и толщиной 3-4 мм, с удельным электрическим сопротивлением 330-360 Ом, а сетка изготовлена из минеральных волокон и расположена на верхней поверхности основного поглощающего слоя; из защитного слоя, нанесенного на верхнюю поверхность основного поглощающего слоя; из электропроводящего слоя, выполненного в виде слоя никеля толщиной 15-20 мкм, соприкасающегося с защитным объектом, а электропроводящий слой расположен на нижней поверхности основного металлизированного медью поглощающего слоя, готовое изделие покрывают слоем краски или лака с красителем зеленого цвета.

2. Слоистый поглотитель электромагнитных волн по п. 1 отличающийся тем, что в качестве минеральных волокон используют базальтовое или стеклянное волокно.

3. Слоистый поглотитель электромагнитных волн по п. 1, отличающийся тем, что сетка согласующего поглощающего слоя выполнена из крученой нити диаметром 0,5-2,5 мм или ровинга.

4. Слоистый поглотитель электромагнитных волн по п. 1, отличающийся тем, что в качестве защитного слоя используют слой краски или лака.

5. Способ изготовления слоистого поглотителя электромагнитных волн, включающий формирование на металлической подложке фазосдвигающих слоев методом наклеивания заготовок переменной толщины, отличающийся тем, что предварительно получают заготовки слоев ткани основного поглощающего слоя, из полученных заготовок собирают пакет толщиной от 1,0 до 1,8 мм или толщиной 2,0 мм, при этом осуществляют химическим способом металлизацию медью первого и последнего слоев заготовки ткани, далее на верх полученного пакета основного поглощающего слоя наносят слой краски или лака, с последующей его сушкой при температуре 100-120°С, и укладывают слой сетки, металлизированной медью, а нижний слой пакета основного поглощающего слоя, металлизированного медью, соединяют со слоем ткани, причем на поверхность, соприкасающуюся с защитным объектом, электрохимическим способом наносят слой никеля толщиной 15-20 мкм, затем готовое изделие покрывают слоем краски или лака с красителем зеленого цвета.