Поглотитель электромагнитных волн

Полезная модель относится к радиоэлектронике и может быть использована при разработке и эксплуатации устройств, предназначенных для локализации электромагнитных излучений приборов, защиты от повышенного уровня электромагнитных излучений радиоэлектронной аппаратуры, оборудования безэховых камер. Устройство содержит металлическую подложку 1, над плоскостью которой закреплен под углом первый тонкослойный материал 2, обладающий радиопоглощающими свойствами 2, над которым размещено от 1 до N непараллельных тонкослойных материалов 3. Каждый последующий материал 3 расположен зигзагообразно под острым углом относительно предыдущего. Для повышения эффективности защиты поглощающие ячейки скомпонованы в структуру, состоящую из четырех либо кратных четырем вертикальных и такого же числа горизонтальных рядов. Каждая ячейка горизонтального и вертикального ряда развернута в горизонтальной плоскости на 90 Град. относительно предыдущей ячейки этого же ряда. Отраженная от металла волна частично поглощается (за счет конечной проводимости поглощающего материала) и переотражается, распространяясь вдоль защитного материала до полного затухания. Расположение поглощающих материалов под углом относительно поверхности подложки обеспечивает поглощение радиоволн в широком частотном диапазоне и повышение эффективности защиты от электромагнитного излучения, что является техническим результатом полезной модели. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Полезная модель относится к радиоэлектронике и может быть использована при разработке и эксплуатации устройств, предназначенных для локализации электромагнитных излучений приборов, защиты от повышенного уровня электромагнитных излучений радиоэлектронной аппаратуры, носителей информации и биологических объектов.

Наиболее близким к полезной модели устройством является поглотитель электромагнитных волн, содержащий металлическую подложку, на которой расположено несколько параллельных ей радиопоглощающих слоев, выполненных в виде тонкослойного материала (1). При параллельном размещении слоев поглощение определяется их толщиной, которая выбирается в соответствии с рабочей частотой. Однако при изменении частотного диапазона излучения поглощение может достичь минимальной величины (из-за несоответствия толщины слоя длине падающей волны), следствием чего является отсутствие полной интерференции волн, которое приводит к снижению эффективности защиты.

Недостатком известного устройства (1) является недостаточная степень защиты от электромагнитного излучения при изменении частотного диапазона.

Техническим результатом, которого можно достичь при использовании полезной модели, является повышение эффективности защиты от электромагнитного излучения при изменении частотного диапазона.

Технический результат полезной модели достигается за счет того, что в поглотителе электромагнитных волн, содержащем поглощающую ячейку, выполненную в виде металлической подложки (1), над плоскостью металлической подложки закреплен под углом первый тонкослойный материал, обладающий радиопоглощающими свойствами. Кроме того, над первым тонкослойным материалом может быть зафиксировано от 1 до N непараллельных тонкослойных материалов, каждый последующий из которых расположен зигзагообразно под острым углом относительно предыдущего. Может быть введено несколько идентичных поглощающих ячеек, которые скомпонованы в структуру, состоящую из четырех либо кратных четырем вертикальных и такого же числа горизонтальных рядов, причем каждая ячейка горизонтального и вертикального ряда развернута в горизонтальной плоскости на 90 Град. относительно предыдущей ячейки этого же ряда.

На Фиг.1 изображена конструкция поглотителя электромагнитных волн (поперечный разрез).

На Фиг.2 изображена структура из нескольких поглощающих ячеек.

Устройство содержит металлическую подложку 1, над плоскостью которой закреплен под углом первый тонкослойный материал 2, обладающий радиопоглощающими свойствами. Над первым тонкослойным материалом 2 размещено от 1 до N непараллельных тонкослойных материалов 3. обладающих радиопоглощающими свойствами. Каждый последующий материал 3 расположен зигзагообразно под острым углом относительно предыдущего.

Для повышения эффективности защиты поглощающие ячейки скомпонованы в структуру (Фиг.2), состоящую из четырех либо кратных четырем вертикальных и такого же числа горизонтальных рядов. Каждая ячейка горизонтального и вертикального ряда развернута в горизонтальной плоскости на 90 Град. относительно предыдущей ячейки этого же ряда. Целесообразно выбрать угол наклона поглощающих слоев от 10 до 45 Град.

Тонкослойные материалы, обладающие поглощающими свойствами, изготовлены, например, из металлизированной пленки либо металлизированной ткани.

Металлическая подложка изготовлена из металлизированной пленки, металлизированной ткани, фольги или тонкой листовой стали.

Закрепление материалов 1-N относительно подложки произведено с помощью любого диэлектрического материала, например, древесно-волокнистого либо пены. Пена может иметь радиопоглощающие свойства, например, за счет введения сажи. Придание заполняющей объем пене радиопоглощающих свойств дополнительно повышает эффективность защиты поглотителя.

Устройство работает следующим образом.

В безэховых камерах поглотитель размещают на стенах. Электромагнитные волны отражаются не только от металлической подложки, но и от резистивных тонкослойных материалов, размещенных под косыми углами в объеме поглотителя. Отраженная от металла волна частично поглощается (за счет конечной проводимости поглощающего материала) и переотражается от направленного под другим углом следующего материала, распространяясь вдоль защитного слоя до полного затухания. Электромагнитные волны, падающие от источника излучения, 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 импедансных слоях, имеют место процессы многократного отражения и переотражения падающих волн от их наружных поверхностей, сопровождающиеся поглощением энергии волн. При произвольном направлении падающих волн их отражение сводится к минимуму. Это происходит благодаря тому, что амплитуда электромагнитных волн при их отражении от направленных под углом друг к другу поверхностей тонкослойных материалов поглотителя значительно уменьшается.

Таким образом, расположение поглощающих тонкослойных материалов под углом относительно поверхности подложки обеспечивает поглощение радиоволн в широком частотном диапазоне, что повышает эффективность защиты при изменении частоты электромагнитного излучения.

Изменением количества слоев из резистивного материала и углов их взаимного расположения относительно подложки можно подстраиваться под разные частотные диапазоны излучателя, т.е. расширять частотный диапазон.

При создании структуры из нескольких рядов ячеек их количество в радах равно или кратно четырем. Это обусловлено возможностью четырехкратного изменения положения ячеек в плоскости.

Каждая ячейка структуры имеет свое направление уклона поглощающих материалов, что дополнительно увеличивает эффективность защиты, т.к. падающие электромагнитные волны, отражаясь от поверхности разнонаправленных слоев поглощающих материалов четырех или кратных четырем ячеек, попадают на боковые стенки поверхностей камеры, к которым они прикреплены, что повышает эффективность работы материала.

Высокая эффективность защитного устройства в широком частотном диапазоне позволяет рекомендовать полезную модель при оснащении безэховых камер.

Составитель описания: Е.Н.Хандогина

Источники информации, принятые во внимание при составлении описания: GB 2062358 A, H01Q 17/00, 1981 г.

1. Поглотитель электромагнитных волн, содержащий поглощающую ячейку, выполненную в виде металлической подложки, над плоскостью которой закреплен под углом первый тонкослойный материал, обладающий радиопоглощающими свойствами.

2. Поглотитель электромагнитных волн по п.1, отличающийся тем, что над первым тонкослойным материалом зафиксировано от 1 до N непараллельных тонкослойных материалов, обладающих радиопоглощающими свойствами, каждый последующий из которых расположен зигзагообразно под острым углом относительно предыдущего.

3. Поглотитель электромагнитных волн по п.1 или 2, отличающийся тем, что введено несколько идентичных поглощающих ячеек, которые скомпонованы в структуру, состоящую из четырех либо кратных четырем вертикальных и такого же числа горизонтальных рядов, причем каждая ячейка горизонтального и вертикального ряда развернута в горизонтальной плоскости на 90° относительно предыдущей ячейки этого же ряда.