×
07.02.2019
219.016.b7e4

СВЕРХШИРОКОПОЛОСНОЕ ПОГЛОЩАЮЩЕЕ ПОКРЫТИЕ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к технике сверхвысоких частот и предназначено для уменьшения радиолокационной заметности объектов военной техники, например летательных аппаратов. Сверхширокополосное поглощающее покрытие содержит диэлектрические слои, на поверхности которых нанесена двумерно-периодическая решетка из полосок металла. Эти решетки располагаются на всех поверхностях слоев за исключением внешней поверхности последнего слоя, на которой расположен проводящий отражающий экран. Оптическая толщина диэлектрических слоев равна четверти длины волны на центральной частоте рабочего диапазона поглощающего покрытия. Технический результат заключается в расширении полосы рабочих частот поглощающего покрытия. 4 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к технике сверхвысоких частот и предназначено для уменьшения радиолокационной заметности объектов военной техники, например, летательных аппаратов.

Известно сверхширокополосное радиопоглощающее покрытие [Патент RU №2571906, МКИ7 В32В 7/02, H01Q 17/00 бюл. №36 от 27.12.2015], выполненное в виде многослойного металлополимероматричного композиционного материала, слои которого имеют различную толщину. При этом в каждом слое в качестве наполнителя используется комплекс ферромагнитных частиц с различными формами (чешуйчатой, сфероидальной) и разными размерами. Значительное ступенчатое снижение диэлектрической проницаемости от первого к последнему слою при плавном снижении магнитной проницаемости от второго к последнему слою обеспечивают плавное снижение коэффициента отражения при подборе толщин слоев покрытия. Сложная частотная дисперсия магнитной проницаемости слоев покрытия в совокупности с плавной дебаевской частотной зависимостью диэлектрической проницаемости слоев обеспечивает условия для ступенчатого уменьшения импеданса слоев покрытия от верхнего слоя к металлической подложке, что позволяет получить низкие значения коэффициента отражения в широкой полосе частот. Недостатками покрытия является низкая технологичность изготовления, сложность обеспечения повторяемости параметров слоев и, в некоторых случаях, недостаточно широкая полоса рабочих частот.

Наиболее близким аналогом является поглощающее покрытие [Патент RU №2271058, МКИ7 H01Q 17/00, бюл. №6 от 27.02.2006 (прототип)]. Поглощающее покрытие содержит первый и второй диэлектрические слои, управляемый слой, третий диэлектрический слой, на одной стороне которого расположен проводящий отражающий экран. Управляемый слой выполнен в виде тонкой пленки напыленного графита и расположен между первым и вторым диэлектрическими слоями. На внешней стороне первого диэлектрического слоя расположена первая двумерно-периодическая решетка из полосок напыленного металла, между вторым и третьим диэлектрическими слоями расположена вторая двумерно-периодическая решетка из полосок напыленного металла. Параметры слоев выбраны из условий обеспечения минимума уровня отраженного сигнала в требуемой полосе частот. Недостатком такого поглощающего покрытия является недостаточно широкая рабочая полоса частот.

Техническим результатом изобретения является расширение полосы рабочих частот поглощающего покрытия.

Указанный технический результат достигается тем, что в поглощающем покрытии, содержащем диэлектрические слои с напыленными двумерно-периодическими решетками из полосок металла и проводящий отражающий экран на внешней поверхности последнего слоя, новым является то, что толщина диэлектрических слоев равна четверти длины волны на центральной частоте рабочей полосы частот.

Отличие заявляемого устройства от наиболее близкого аналога заключается в том, что толщина диэлектрических слоев равна четверти длины волны на центральной частоте рабочей полосы частот.

Таким образом, отмеченный выше отличительный от прототипа признак позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию «новизна». Признаки, отличающие заявляемое техническое решение от прототипа, не выявлены в других технических решениях и, следовательно, обеспечивают заявляемому решению соответствие критерию «изобретательский уровень».

Сущность изобретения поясняется рисунками:

На фиг. 1 показана конструкция заявляемого сверхширокополосного покрытия с топологией проводников двумерно-периодической металлической решетки.

На фиг. 2 изображена рассчитанная зависимость модуля коэффициента отражения от ширины металлических проводников решетки при разном количестве диэлектрических слоев.

На фиг. 3 представлена рассчитанная зависимость модуля коэффициента отражения от периода решетки при разном количестве диэлектрических слоев.

На фиг. 4 изображена рассчитанная в программе электродинамического анализа амплитудно-частотная характеристика коэффициента отражения заявляемого поглощающего покрытия в широкой полосе частот.

Заявляемое сверхширокополосное поглощающее покрытие (Фиг. 1) содержит диэлектрические слои 1, на поверхности которых нанесена двумерно-периодическая решетка из полосок 2 выполненных из металла или другого проводящего материала. Такие решетки имеются на всех поверхностях, за исключением внешней поверхности последнего слоя, на которую нанесен проводящий отражающий экран 3.

Предлагаемое поглощающее покрытие работает следующим образом. Падающая на покрытие электромагнитная волна по мере прохождения многослойной структуры за счет интерференции волн, отраженных от границ диэлектрических слоев, испытывает резонансное поглощение в проводниках двумерно-периодической решетки. Уровень отражения электромагнитных волн и ширина полосы рабочих частот поглощающего покрытия определяются параметрами двумерно-периодической решетки и диэлектрических слоев. При соответствующем выборе этих параметров коэффициент отражения электромагнитных волн с частотами, попадающими в рабочую полосу поглощающего покрытия, значительно снижается.

Как известно, поиск новых высокоэффективных широкополосных радиопоглощающих материалов становится весьма актуальным для решения проблемы уменьшения помех и электромагнитной совместимости устройств. Одним из перспективных направлений является применение многослойных покрытий из различных материалов.

В заявляемом поглощающем покрытии, как и в покрытии-прототипе, используется слоистая структура из нескольких диэлектрических слоев. Внешняя сторона последнего слоя полностью металлизирована, а на остальных поверхностях нанесены двумерно-периодические решетки из металла, полученные, например, методом вакуумного напыления. Существенным отличием от покрытия-прототипа является то, что оптическая толщина диэлектрических слоев h в заявляемой конструкции равна четверти длины волны на центральной частоте рабочего диапазона и может быть найдена по формуле:

Здесь h - толщина диэлектрика (м), с - скорость света (м/с), ƒ0 - центральная частота рабочего диапазона (Гц), ε - относительная диэлектрическая проницаемость материала слоев.

Таким образом, каждый из диэлектрических слоев заявляемого поглощающего покрытия является электродинамическим резонатором, а двумерно-периодические решетки служат зеркалами с заданными отражательными свойствами, обеспечивающими необходимую связь между резонаторами, а также связь первого резонатора с пространством. Исследования показывают, что подбором конструктивных параметров заявляемого покрытия можно достигнуть малой (менее - 10 дБ) величины коэффициента отражения в широкой полосе частот. Более протяженная рабочая полоса частот заявляемой конструкции поглощающего покрытия по сравнению с покрытием-прототипом достигается за счет резонансного поглощения электромагнитных волн в результате их интерференции в сильно связанных электродинамических слоях-резонаторах. Благодаря сильному взаимодействию этих слоев-резонаторов происходит расталкивание частот резонансов в заявляемой много-резонаторной структуре и формирование широкой рабочей полосы с малым коэффициентом отражения электромагнитных волн. В покрытии-прототипе толщина диэлектрических слоев много меньше длины волны, поэтому ширина полосы рабочих частот в нем существенно меньше.

На фиг. 2 изображена рассчитанная в программе электродинамического анализа зависимость коэффициента отражения заявляемого поглощающего покрытия от ширины металлических проводников двумерно-периодической решетки. Зависимость рассчитана для центральной частоты (10 ГГц) рабочего диапазона при следующих конструктивных параметрах структуры: относительная диэлектрическая проницаемость слоев ε=2, толщина слоев h=5.3 мм, период двумерно-периодической решетки Т=2 мм, толщина металлизации проводников равнялась 1 мкм, проводимость материала решетки σ=10 кСм / м, количество слоев N=13. Видно, что при выбранных конструктивных параметрах существует оптимальное значение ширины проводников двумерно-периодической решетки W=0.1 мм, которое соответствует минимальному значению коэффициента отражения покрытия. На фиг. 3 представлена рассчитанная зависимость коэффициента отражения от периода двумерно-периодической решетки. Зависимость рассчитана для центральной частоты рабочего диапазона при следующих конструктивных параметрах структуры: относительная диэлектрическая проницаемость слоев ε=2, толщина слоев h=5.3 мм, ширина проводников решетки W=80 мкм, толщина металлизации проводников равнялась 1 мкм, проводимость материала решетки σ=14кСм/м. Видно, что при выбранных конструктивных параметрах существует оптимальное значение периода решетки Т=1.5 мм, которое соответствует минимальному значению коэффициента отражения покрытия.

На фиг. 4 изображена рассчитанная в программе электродинамического анализа амплитудно-частотная характеристика коэффициента отражения заявляемого поглощающего покрытия в широкой полосе частот. Зависимость получена после оптимизации конструктивных параметров поглощающего покрытия по критерию максимальной рабочей полосы при заданном коэффициенте отражения - 10 дБ. Конструктивные параметры поглощающего покрытия были следующими: относительная диэлектрическая проницаемость слоев ε=2, толщина слоев h=5.3 мм, ширина проводников решетки W=80 мкм, толщина металлизации проводников равнялась 1 мкм, проводимость материала решетки изменялась от σ=27 кСм / м до σ=8 кСм / м от первого к последнему слою, период решетки Т=3.9 мм.

Из представленной зависимости видно, что заявляемое поглощающее покрытие имеет широкую рабочую полосу частот с перекрытием по частоте ƒв / ƒн = 22 при коэффициенте отражения не более - 10 дБ, что значительно лучше, чем у представленных аналогов и подтверждает заявляемый технический результат.

Сверхширокополосное поглощающее покрытие, содержащее диэлектрические слои с напыленными двумерно-периодическими решетками из полосок металла и проводящий отражающий экран на внешней поверхности последнего слоя, отличающееся тем, что толщина диэлектрических слоев равна четверти длины волны на центральной частоте рабочей полосы частот.
СВЕРХШИРОКОПОЛОСНОЕ ПОГЛОЩАЮЩЕЕ ПОКРЫТИЕ
СВЕРХШИРОКОПОЛОСНОЕ ПОГЛОЩАЮЩЕЕ ПОКРЫТИЕ
СВЕРХШИРОКОПОЛОСНОЕ ПОГЛОЩАЮЩЕЕ ПОКРЫТИЕ
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-10 of 55 items.
25.08.2017
№217.015.a94d

Способ создания противопожарных заградительных барьеров вокруг населенных пунктов от степных пожаров

Изобретение относится к области противопожарной защиты населенных пунктов от степных пожаров путем создания противопожарных заградительных барьеров по их внешнему периметру. Способ включает создание противопожарных заградительных барьеров, по внешнему периметру населенных пунктов создаются...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002611877
Дата охранного документа: 01.03.2017
25.08.2017
№217.015.b277

Способ определения напряжённости намагничивающего поля в магнитометрах со сверхпроводящим соленоидом

Изобретение относится к магнитоизмерительной технике и может быть использовано при исследовании магнитных свойств веществ и материалов в областях физики магнитных явлений, геофизики. Способ определения напряженности намагничивающего поля в магнитометрах со сверхпроводящим соленоидом, включающий...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002613588
Дата охранного документа: 17.03.2017
25.08.2017
№217.015.bfea

Способ флотационного обогащения глинистого золотосодержащего сырья

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых, в частности к флотационному выделению золота из окисленного глинистого сырья, и может быть использовано при флотационном обогащении золота из окисленных золотоносных руд коры выветривания и техногенного сырья, содержащих...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002616646
Дата охранного документа: 18.04.2017
25.08.2017
№217.015.c0dc

Способ определения количества и характера пространственного распределения твердых атмосферных осадков

Изобретение относится к области гидрометеорологического моделирования и может быть использовано для создания картосхем распределения твердых атмосферных осадков. Сущность: на основании гравиметрических данных спутниковых измерений GRACE (Gravity Recovery and Climate Experiment) получают...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002617452
Дата охранного документа: 25.04.2017
25.08.2017
№217.015.c82a

Многослойный полосно-пропускающий фильтр

Многослойный полосно-пропускающий фильтр содержит параллельные слои диэлектрика резонансной толщины, каждый из которых отделен один от другого и от окружающего пространства плоской решеткой параллельных тонкопленочных полосковых проводников с упорядоченными осями. При этом оси любых двух...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002619137
Дата охранного документа: 12.05.2017
26.08.2017
№217.015.e408

Широкополосный полосковый фильтр

Изобретение относятся к технике сверхвысоких частот и предназначено для частотной селекции сигналов. Фильтр, содержащий диэлектрическую подложку, на одну сторону которой нанесены короткозамкнутые с одного конца полосковые проводники, а на вторую сторону нанесены короткозамкнутые с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002626224
Дата охранного документа: 24.07.2017
29.12.2017
№217.015.f032

Способ получения силицидов титана

Изобретение относится к области химической технологии неорганических веществ и может быть использовано, в частности, для синтеза тугоплавких соединений. Способ получения силицидов титана включает смешение газообразных галогенидов титана и кремния, взятых в мольном отношении от 5:3 до 1:2 при...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002629121
Дата охранного документа: 24.08.2017
19.01.2018
№218.016.0309

Способ получения аморфных пленок со-р на диэлектрической подложке

Изобретение относится к области химического осаждения магнитомягких и магнитожестких пленок состава кобальт-фосфор, применяющихся в качестве сред для магнитной и термомагнитной записи, для создания микроэлектромагнитных механических устройств (MEMS), а также в датчиках слабых магнитных полей, в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002630162
Дата охранного документа: 05.09.2017
20.01.2018
№218.016.1d86

Полосковый резонатор

Изобретение относится к технике высоких и сверхвысоких частот и предназначено для создания частотно-селективных устройств. Полосковый резонатор содержит две диэлектрические подложки, подвешенные между экранами корпуса, на обе поверхности которых нанесены полосковые металлические проводники,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002640968
Дата охранного документа: 12.01.2018
13.02.2018
№218.016.2082

Способ получения суспензии на полимерной основе с высокодисперсными металлическими частицами для изготовления полимерных матриц, наполненных упомянутыми частицами

Изобретение относится к способам введения частиц в вещество и может быть использовано для получения суспензий частиц, содержащих наполнители контролируемого размера, в том числе для введения частиц контролируемого размера от наночастиц до атомарных в матрицу термопластических и сетчатых...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002641591
Дата охранного документа: 18.01.2018
Showing 1-10 of 69 items.
20.02.2013
№216.012.288c

Микрополосковый полосно-пропускающий фильтр

Микрополосковый полосно-пропускающий фильтр относится к технике сверхвысоких частот и может быть использован в селективных трактах приемных и передающих систем. Достигаемый технический результат-повышение технологичности изготовления, а также улучшение его селективных свойств. Микрополосковый...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002475900
Дата охранного документа: 20.02.2013
27.04.2013
№216.012.3bc9

Микрополосковый двухполосный полосно-пропускающий фильтр

Изобретение относится к технике сверхвысоких частот и предназначено для частотной селекции сигналов на двух несущих частотах. Техническим результатом является улучшение селективных свойств двухполосного полосно-пропускающего фильтра за счет возможности расположения двух полос пропускания на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002480866
Дата охранного документа: 27.04.2013
20.07.2013
№216.012.5840

Микрополосковый диплексер

Изобретение относится к технике сверхвысоких частот и предназначено для объединения или разделения сигналов на двух несущих частотах. Технический результат - повышение частотно-селективных свойств диплексера за счет как угодно близкого расположения по частоте полосы пропускания низкочастотного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002488200
Дата охранного документа: 20.07.2013
20.01.2014
№216.012.9903

Микрополосковый широкополосный полосно-пропускающий фильтр

Изобретение относятся к технике сверхвысоких частот и предназначено для частотной селекции сигналов. Технический результат заключается в расширении высокочастотной полосы заграждения полосно-пропускающего микрополоскового фильтра и уменьшении его размеров. Микрополосковый фильтр содержит...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002504870
Дата охранного документа: 20.01.2014
20.04.2014
№216.012.bb78

Полосковый фильтр с широкой полосой заграждения

Изобретение относится к технике сверхвысоких частот. Технический результат - увеличение протяженности полосы заграждения фильтра и уровня затухания в ней. Полосковый фильтр с широкой полосой заграждения, содержащий подвешенную между экранами диэлектрическую пластину, на обе поверхности которой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002513720
Дата охранного документа: 20.04.2014
10.05.2014
№216.012.c28f

Управляемый фазовращатель

Управляемый фазовращатель относится к технике высоких и сверхвысоких частот и может использоваться для управления фазой сигналов в антенных решетках и системах передачи информации. Достигаемый технический результат - упрощение конструкции. Управляемый фазовращатель содержит...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002515556
Дата охранного документа: 10.05.2014
10.09.2014
№216.012.f375

Полосно-пропускающий свч фильтр

Изобретение относится к технике сверхвысоких частот и может использоваться в селективных трактах приемных и передающих систем. Технический результат - увеличение уровня подавления в полосах заграждения. Полосно-пропускающий СВЧ фильтр, содержащий полосковые резонаторы на подвешенной подложке,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002528148
Дата охранного документа: 10.09.2014
20.12.2014
№216.013.1234

Датчик слабых высокочастотных магнитных полей

Изобретение относится к измерительной технике, представляет собой датчик слабых высокочастотных магнитных полей и может применяться в первую очередь в магнитометрии. Датчик содержит диэлектрическую подложку, на верхней стороне которой нанесены полосковые проводники двух микрополосковых...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002536083
Дата охранного документа: 20.12.2014
10.01.2015
№216.013.19fa

Оптический многослойный полосно-пропускающий фильтр

Фильтр может быть использован в оптических устройствах связи и спектрометрах комбинационного рассеяния света. Фильтр содержит симметричную конструкцию из чередующихся диэлектрических слоев с высоким и низким показателем преломления, образующую систему однослойных резонаторов, разделенных один...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002538078
Дата охранного документа: 10.01.2015
10.03.2015
№216.013.30b1

Микрополосковый широкополосный полосно-пропускающий фильтр

Изобретение относится к технике сверхвысоких частот и может быть использовано в селективных трактах приемных и передающих систем. Достигаемый технический результат - расширение полосы рабочих частот и улучшение селективных свойств. Микрополосковый широкополосный полосно-пропускающий Фильтр...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002543933
Дата охранного документа: 10.03.2015
+ добавить свой РИД