×
11.03.2019
219.016.db5c

ПОГЛОТИТЕЛЬ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ВОЛН

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к области радиотехники, в частности к поглотителям электромагнитных волн. Технический результат заключается в получении поглотителя электромагнитных волн для сверхширокополосных антенн, работоспособного в непрерывном диапазоне ультравысоких (УВЧ), сверхвысоких (СВЧ) и крайне высоких (КВЧ) частот наряду с технологичностью его изготовления. Сущность изобретения заключается в том, что в поглощающем составе, состоящем из эпоксидно-эластомерного связующего, распределен нанокристаллический порошок, представляющий собой частицы сплава Fe-Cu-Nb-Si-B с нанокристаллической структурой, с размером частиц от 1 до 50 мкм, содержащий также нанокристаллы соединений α-(Fe, Si) объемной плотностью (2,8÷2,9)·10 1/нм, в приведенном в формуле соотношении, в масс.ч.: эпоксидный эластомер - 100 отвердитель - 8, нанокристаллический порошок - 300-600. 2 ил., 1 табл.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к области радиотехники, в частности к поглотителям электромагнитных волн, и может быть использовано в сверхширокополосных антеннах, работающих в непрерывном диапазоне ультравысоких (УВЧ), сверхвысоких (СВЧ) и крайне высоких (КВЧ) частот.

Поглотители электромагнитных волн предназначены для поглощения электромагнитной энергии в конструкциях сверхширокополосных антенн, уменьшения паразитных отражений от проводящих объектов, расположенных вблизи антенн, обеспечения монотонности формы диаграммы направленности антенны, обеспечения стабильности радиотехнических характеристик антенн наряду с технологичностью их изготовления в серийном производстве.

Для СВЧ-техники широко применяются серийно выпускаемые поглотители электромагнитных волн (ПЭВ) марки ПМ-3,2, ПМ-10, ПМ-24, содержащие карбонильное железо Р-10 (ТУ 2531-002-10492330-2000 «Пластины эластичные магнитодиэлектрические марок ПМ»). Недостатками данных поглотителей являются нестабильность коэффициента отражения и разброс по толщине пластин, поставляемых в готовом виде, например, от 1,83 до 2,03 мм для ПМ-3.2 - фактические данные по анализу готовой продукции, потери материала вследствие механической обработки пластин, а также большая трудоемкость изготовления изделий, имеющих различную кривизну поверхности.

Известен композиционный материал для защиты от электромагнитного излучения (патент РФ №2324989, 2006 г.), состоящий из полимерной основы, в которой распределены частицы сплава Fe-Cu-Nb-Si-B или Co-Fe-Ni-Cu-Nb-Si-B с нанокристаллической структурой и размером от 1 до 100 мкм. При этом частицы сплава содержат нанокристаллы соединений α-(Fe, Si) или ε-Co объемной плотностью (0,6÷1,4)·10-5 1/нм3. Целью данного технического решения является повышение магнитной проницаемости µ и, как следствие, увеличение коэффициента экранирования. Техническое решение не содержит сведений об использовании указанного композиционного материала как радиопоглощающего. В статье «Наноматериалы конструкционного и функционального класса» (Рыбин В.В. и др., «Вопросы материаловедения», 2006 г., №1 (45), с.169-178) указано, что перспектива использования нанокристаллических магнитных материалов при создании радиопоглощающих материалов (РПМ), работающих в диапазоне частот свыше 1 МГц определяется тем, что при таких частотах вклад в магнитные свойства ферромагнетиков осуществляется не за счет смещения границ доменов, а за счет вращения векторов намагниченности, так как в кристаллических ферромагнетиках размеры доменов велики, то процесс вращения векторов намагниченности затруднен. Этих недостатков лишены нанокристаллические магнитомягкие сплавы, представляющие собой набор нанокристаллов α-Fe или α-(Fe, Si), находящихся в суперпарамагнитном состоянии и расположенных в остаточной аморфной матрице. Высокочастотные магнитные свойства этих сплавов будут определяться вращением векторов намагниченности нанокристаллов,

Известно радиопоглощающее покрытие для антенн (патент РФ №2369947, H01Q 1/38, 2009 г.) на основе эпоксидного эластомера и карбонильного железа, которое имеет высокую адгезию, прочность, технологичность и приемлемые радиотехнические характеристики. Однако данное техническое решение не используется как радиопоглощающее покрытие для сверхширокополосных антенн.

Целью данного изобретения является разработка поглотителя электромагнитных волн для сверхширокополосных антенн, работоспособного в непрерывном диапазоне ультравысоких (УВЧ), сверхвысоких (СВЧ) и крайне высоких (КВЧ) частот наряду с технологичностью его изготовления.

Указанная цель достигается тем, что в поглощающем составе, состоящем из эпоксидно-эластомерного связующего, распределен нанокристаллический порошок, представляющий собой частицы сплава Fe-Cu-Nb-Si-B с нанокристаллической структурой и размером частиц от 1 до 50 мкм с содержанием в частицах сплава нанокристаллов соединений α-(Fe, Si) объемной плотностью (2,8÷2,9)·10-5 1/нм3 в следующем соотношении в масс.ч.:

эпоксидный эластомер 100
отвердитель 8
нанокристаллический порошок 300-600

На фиг.1 изображена частотная зависимость коэффициента отражения поглотителя толщиной 0,02 λ с различным содержанием массовых частей нанокристаллического порошка и поглотителя из радиопоглощающего материала марки ПМ-24.

На фиг.2 изображена частотная зависимость коэффициента отражения поглотителя толщиной 0,12 λ с различным содержанием массовых частей нанокристаллического порошка и поглотителя из радиопоглощающего материала марки ПМ-3,2.

Выбор полимерной матрицы определяется эксплуатационными и технологическими характеристиками.

Изменение процентного содержания нанокристаллического порошка, в разработанном поглощающем составе толщиной, например, 0,12÷0,02 λ, где λ - длина волны для диапазона, в котором работает конкретный поглотитель, позволило получить требуемое поглощение в расширенных участках рабочего диапазона частот.

Сравнительные характеристики физико-механических свойств исследованных радиопоглощающих материалов приведены в таблице.

Показатели ПМ-3,2 Радиопоглощающее покрытие для антенн Поглотитель ЭМВ с нанокристаллическим порошком
Номинальный удельный вес, гр./см3 2,84 2,72 2,98-3,49
Номинальная толщина, мм 1,83 1…2 2…6
Прочность при разрыве, кгс/см2, не менее 35 200 200
Магнитная проницаемость 1.23 1,15 0,65-4
Диэлектрическая проницаемость 10,21 11,07 12,5…21

Для проверки радиотехнических характеристик были изготовлены поглощающий состав 1 и поглощающий состав 2 со следующим соотношением компонентов, масс.ч.:

Состав 1 Состав 2
эпоксидный эластомер 100 100
отвердитель 8 8
нанокристаллический порошок 300 60

Далее изготовлены образцы поглотителей толщиной соответственно 0,12 λ, и 0,02 λ и проверены их радиотехнические характеристики.

На графиках фиг.1 и фиг.2 представлены зависимости коэффициента отражения R (дБ) от частоты f (ГГц) поглотителей с различным содержанием нанокристаллического порошка и поглотителей из радиопоглощающих материалов ПМ-24 и ПМ-3,2 в нижнем и верхнем участках рабочего диапазона частот сверхширокополосной антенны.

Из графиков на фиг.1 видно, что увеличение масс.ч. нанокристаллического порошка в составе образцов поглотителя толщиной, например 0,02 λ смещает минимум коэффициента отражения в область более низких частот. Использование поглотителя на основе нанокристаллического порошка с содержанием 600 масс.ч. в составе сверхширокополосной антенны позволило расширить ее рабочий диапазон частот в сторону более низких частот на 30% по сравнению с известным поглотителем из радиопоглощающего материала ПМ-24, использовавшимся в антенне ранее.

Из графиков, представленных на фиг.2, видно, что образец поглотителя толщиной, например 0,12 λ с содержанием нанокристаллического порошка 300 масс.ч. имеет минимальный коэффициент отражения на частоте 12,2 ГГц в отличие от образцов из радиопоглощающего материала ПМ-3,2 (А и Б), имеющих минимальный коэффициент отражения в диапазоне частот 8,5-10,7 ГГц. Смещение минимума коэффициента отражения в область более высоких частот позволило обеспечить монотонность формы диаграммы направленности сверхширокополосной антенны на частотах 11÷12 ГГц, имевшей на указанных частотах при использовании радиопоглощающего материала ПМ-3,2 провалы в диаграммах направленности.

Таким образом, при использовании поглотителей, в состав которых введен нанокристаллический порошок, в отличие от известных РПМ выявлена возможность обеспечения монотонности формы диаграммы направленности и расширения рабочего диапазона частот сверхширокополосной антенны в область более высоких и более низких частот за счет применения определенного содержания масс.ч. нанокристаллического порошка при выбранной толщине поглотителей.

Поглощающий состав изготовлен следующим образом: в эпоксидно-эластомерное связующее вводится нанокристаллический порошок, предварительно высушенный при температуре 120±10°С в течение 1-2 часов в сушильном шкафу, после чего смесь тщательно перемешивается. Полученную смесь наносят непосредственно на изделие, затем помещают в специальные формы, обеспечивающие требуемую толщину поглотителя, форма закрывается и выдерживается при нормальной температуре 25±10°С в течение 24 часов.

После извлечения из формы изделия с поглотителем до испытаний выдерживаются в нормальных условиях не менее 24 часов. При необходимости поглотитель может подвергаться механической обработке.

Далее были проведены следующие испытания антенн с поглотителем, содержащим нанокристаллический порошок:

- проверка радиотехнических характеристик антенн в нормальных условиях на соответствие техническим требованиям;

- испытание на воздействие циклического изменения температур при температуре -60°С - 2 ч, +85°С - 2 ч, всего 10 циклов;

- испытание на устойчивость при воздействии случайной вибрации на диапазоне частот 5 - 2000 Гц со средним значением суммарного ускорения 12,5 g;

- испытание на вибропрочность и виброустойчивость в диапазоне частот 5 - 2000 Гц с продолжительностью испытаний по 3 мин (вибропрочность) и по 9 ч (виброустойчивость) по осям x, y, z;

- испытание на воздействие повышенной влажности 96-100% при температуре +35-55°С в течение 10 суток;

- испытание на воздействие повышенной температуры +85°С - 2 ч, +120°С - 3 мин;

- испытание на воздействие пониженной температуры -60°С - 2 ч.

После каждого вида испытаний производилась проверка радиотехнических характеристик антенн. Результаты испытаний положительные.

Таким образом, решена поставленная задача получения поглотителей электромагнитных волн для сверхширокополосных антенн, работающих в непрерывном диапазоне ультравысоких (УВЧ), сверхвысоких (СВЧ) и крайне высоких (КВЧ) частот.

Использование поглотителя электромагнитных волн, изготовленного в виде композиционного материала с нанокристаллическим порошком, представляющим собой частицы сплава Fe-Cu-Nb-Si-B с нанокристаллической структурой и размером от 1 до 50 мкм с содержанием в частицах сплава нанокристаллов соединений α-(Fe, Si) объемной плотностью (2,8÷2,9)·10-5 1/нм3 на основе эпоксидно-эластомерного связующего, в антеннах позволило:

- расширить рабочий диапазон частот сверхширокополосных антенн до 30% в области УВЧ;

- обеспечить монотонность формы диаграмм направленности антенн в области СВЧ и КВЧ;

- обеспечить стабильность радиотехнических характеристик антенн;

- улучшить технологичность изготовления поглотителей в антеннах за счет применения прогрессивного метода заливки в форме.

Поглотитель электромагнитных волн, состоящий из эпоксидно-эластомерного связующего, в котором распределен магнитный наполнитель, отличающийся тем, что в качестве наполнителя выбран нанокристаллический порошок, представляющий собой частицы сплава Fe-Cu-Nb-Si-B с нанокристаллической структурой и размером частиц от 1 до 50 мкм, содержащий нанокристаллы соединения α-(Fe, Si) объемной плотностью (2,8÷2,9)·10 1/нм при следующем соотношении компонентов поглотителя, мас.ч.:
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 14.
20.05.2013
№216.012.4271

Всенаправленная кольцевая антенна

Изобретение относится к антенной технике, а именно к кольцевым всенаправленным антеннам. Техническим результатом изобретения является способность всенаправленной кольцевой антенны работать при вертикальной и горизонтальной поляризации электромагнитного поля. Всенаправленная кольцевая антенна...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002482579
Дата охранного документа: 20.05.2013
27.11.2013
№216.012.864b

Слабонаправленная волноводная антенна

Изобретение относится к антенной технике, в частности к слабонаправленным волноводным антеннам диапазонов сверхвысоких (СВЧ) и крайне высоких (КВЧ) частот. Технический результат - улучшение диаграммы направленности. Слабонаправленная антенна содержит круглый металлический волновод, дополнена...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002500057
Дата охранного документа: 27.11.2013
27.01.2014
№216.012.9cbd

Радиопеленгатор

Изобретение может быть использовано в системах наблюдения за радиотехнической обстановкой в составе комплекса или как самостоятельное устройство. Заявленный радиопеленгатор содержит пять антенн, усилитель высокой частоты, два перестраиваемых гетеродина, направленный ответвитель, контрольный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002505831
Дата охранного документа: 27.01.2014
10.10.2014
№216.012.fba2

Спиральная антенна

Изобретение относится к антенной технике, а именно к спиральным антеннам. Технический результат - расширение диаграммы направленности антенны в верхней части рабочего диапазона. Спиральная антенна, содержащая комбинированную спираль, дополнена корректором диаграммы направленности, выполненным в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002530264
Дата охранного документа: 10.10.2014
10.11.2014
№216.013.035a

Поглотитель электромагнитных волн

Изобретение относится к антенной технике, в частности к поглотителям электромагнитных волн, используемых в конструкциях антенн для оптимизации их радиотехнических характеристик, устранения резонансных явлений и уменьшения паразитных отражений от проводящих объектов, расположенных вблизи антенн....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002532256
Дата охранного документа: 10.11.2014
27.12.2014
№216.013.1398

Фазовый пеленгатор

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в системах наблюдения за радиотехнической обстановкой. Достигаемый технический результат - повышение точности пеленгации в широком частотном диапазоне и обеспечение полной глубины встроенного контроля пеленгатора. Заявленный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002536440
Дата охранного документа: 27.12.2014
27.02.2015
№216.013.2d4d

Фазовый пеленгатор

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в системах наблюдения за радиотехнической обстановкой в составе комплекса или как самостоятельное устройство. Достигаемый технический результат - повышение точности пеленгации в частотном диапазоне в различных условиях эксплуатации,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002543065
Дата охранного документа: 27.02.2015
27.12.2015
№216.013.9d54

Сверхширополосное радиопоглощающее покрытие

Изобретение относится к области радиотехники, в частности к радиопоглощающим покрытиям (РПП), и может быть использовано в сверхширокополосных антенных системах. Сверхширокополосное радиопоглощающее покрытие выполнено в виде многослойного металлополимероматричного композиционного материала, слои...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002571906
Дата охранного документа: 27.12.2015
10.04.2016
№216.015.2d90

Фазовый пеленгатор

Изобретение относится к радиолокационной технике, а именно к пассивной радиолокации, и может быть использовано для определения пеленга на источник радиоизлучения фазовым методом. Достигаемый технический результат - создание широкополосного пассивного фазового пеленгатора с минимизацией...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002579757
Дата охранного документа: 10.04.2016
27.04.2016
№216.015.3a06

Компактная спиральная антенна

Использование: изобретение относится к антенно-фидерным устройствам и может применяться при конструировании конформных компактных широкополосных и сверхширокополосных антенн. Сущность: компактная спиральная антенна содержит плоскую спираль, симметрирующее устройство, поглотитель и экран,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002582908
Дата охранного документа: 27.04.2016
Показаны записи 1-10 из 42.
20.05.2013
№216.012.4271

Всенаправленная кольцевая антенна

Изобретение относится к антенной технике, а именно к кольцевым всенаправленным антеннам. Техническим результатом изобретения является способность всенаправленной кольцевой антенны работать при вертикальной и горизонтальной поляризации электромагнитного поля. Всенаправленная кольцевая антенна...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002482579
Дата охранного документа: 20.05.2013
27.11.2013
№216.012.864b

Слабонаправленная волноводная антенна

Изобретение относится к антенной технике, в частности к слабонаправленным волноводным антеннам диапазонов сверхвысоких (СВЧ) и крайне высоких (КВЧ) частот. Технический результат - улучшение диаграммы направленности. Слабонаправленная антенна содержит круглый металлический волновод, дополнена...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002500057
Дата охранного документа: 27.11.2013
20.08.2014
№216.012.eaa4

Сплав на основе меди

Изобретение относится к прецизионным сплавам на основе меди для получения микро- и нанопроводов, а также тонких пленок и покрытий с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления (ТКС). Сплав содержит, мас.%: марганец 18,0-22,0; никель 18,0-25,0; кремний 2,0-4,0; бор 1,5-4,0; германий...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002525876
Дата охранного документа: 20.08.2014
27.09.2014
№216.012.f8a9

Многослойный композиционный материал для защиты от электромагнитного излучения

Изобретение относится к средствам для защиты от электромагнитных полей электротехнических и электронных устройств и биологических объектов и может использоваться для создания электромагнитных экранов и безэховых камер. Композиционный материал для защиты от электромагнитного излучения состоит из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002529494
Дата охранного документа: 27.09.2014
10.10.2014
№216.012.fae6

Способ получения нанокристаллического порошка

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению нанокристаллических магнитомягких порошковых материалов. Может использоваться для создания эффективных систем электромагнитной защиты на основе радиопоглощающих материалов. Исходный материал в виде аморфной ленты из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002530076
Дата охранного документа: 10.10.2014
10.10.2014
№216.012.fba2

Спиральная антенна

Изобретение относится к антенной технике, а именно к спиральным антеннам. Технический результат - расширение диаграммы направленности антенны в верхней части рабочего диапазона. Спиральная антенна, содержащая комбинированную спираль, дополнена корректором диаграммы направленности, выполненным в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002530264
Дата охранного документа: 10.10.2014
10.11.2014
№216.013.035a

Поглотитель электромагнитных волн

Изобретение относится к антенной технике, в частности к поглотителям электромагнитных волн, используемых в конструкциях антенн для оптимизации их радиотехнических характеристик, устранения резонансных явлений и уменьшения паразитных отражений от проводящих объектов, расположенных вблизи антенн....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002532256
Дата охранного документа: 10.11.2014
20.01.2015
№216.013.1fb0

Композиционный сплав на основе co-tib-bn

Изобретение относится к области металлургии, в частности к прецизионным сплавам на основе кобальта для нанесения функциональных покрытий с высокими физико-механическими свойствами методом гетерофазного переноса. Сплав на основе кобальта содержит, мас.%: хром - 17,4-21,1; кремний - 2,6-4,9;...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002539553
Дата охранного документа: 20.01.2015
20.02.2015
№216.013.28ae

Сверхширокополосная многолучевая зеркальная антенна

Изобретение относится к области радиотехники, а именно к антенной технике. Технический результат - снижение уровня боковых лепестков парциальных диаграмм направленности и повышение надежности работы антенны при одновременном упрощении конструкции отражателя. Для этого сверхширокополосная...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002541871
Дата охранного документа: 20.02.2015
10.03.2015
№216.013.2f4f

Сплав на основе кобальта для нанесения покрытий

Изобретение относится к металлургии сплавов на основе кобальта, предназначенных для получения износостойких покрытий с высокой микротвердостью, полученных методами гетерофазного переноса. Сплав на основе кобальта имеет следующий состав, мас.%: 20,0-30,0 Cr; 6,0-12,0 Si; 2,0-4,0 В; 0,2-0,8 Y;...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002543579
Дата охранного документа: 10.03.2015
+ добавить свой РИД