Vật liệu hấp thụ vô tuyến: mô tả, đặc điểm, ứng dụng

2024 Tác giả: Howard Calhoun | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2023-12-17 10:44

Mức độ phát triển hiện nay của các thiết bị kỹ thuật vô tuyến và việc sử dụng rộng rãi chúng đã đặt các vấn đề về bảo vệ và an toàn điện từ vào chương trình nghị sự. Cho đến gần đây, lớp vấn đề này vẫn còn trong bóng tối, vì trình độ công nghệ không cho phép chúng được xem xét chi tiết. Nhưng ngày nay đã có toàn bộ hướng phát triển vật liệu hấp thụ radar (RPM), có nhiều mục đích khác nhau.

Phạm vi RPM

Nhu cầu sử dụng loại vật liệu này phát sinh trong khu phức hợp quân sự-quốc phòng, trong công nghiệp dân sự, trong việc giải quyết các vấn đề điển hình trong quá trình phát triển các thiết bị vô tuyến-điện tử, v.v. Nhưng các hệ thống bảo vệ và công cụ an ninh vẫn là phù hợp nhất về yêu cầu trên RPM. Hơn nữa, đây không nhất thiết phải là một tổ hợp quân sự-kỹ thuật. Bộ hấp thụ radar hiện đạitài liệu được làm chủ thành công trong lĩnh vực thích hợp của hệ thống máy tính xử lý thông tin với sự kết nối của các phương tiện bảo vệ chống lại sự truy cập trái phép. Do đó, các vật thể có nguồn gốc sinh học được bảo vệ khỏi các hiệu ứng điện từ, và giảm tính dễ bị tổn thương của radar là điều cần thiết đối với một loạt các đơn vị dân sự và quân sự. Một điều nữa là bản chất sử dụng và đặc tính của RPM cụ thể trong từng trường hợp có thể khác nhau rõ rệt.

RPM là gì?

Loại vật liệu này có thể được xác định thông qua khả năng của thành phần và cấu trúc của sản phẩm để đảm bảo sự hấp thụ năng lượng điện từ trong một dải tần số cụ thể. Các thế hệ RPM mới dễ sửa đổi hơn về khả năng chuyển đổi các sóng hấp thụ thành một số dạng năng lượng nhất định. Trong quá trình này, ngoài sự hấp thụ, các hiện tượng như giao thoa, tán xạ và nhiễu xạ cũng được quan sát. Đối với việc sản xuất vật liệu hấp thụ vô tuyến, chúng dựa trên các hạt của một chất sắt từ. Chúng được sử dụng làm vật liệu hấp thụ phạm vi rộng, tạo thành một lớp cách nhiệt trên bề mặt của sản phẩm mục tiêu đối với sóng điện từ. Trong trường hợp này, điều kiện tiên quyết đối với cơ sở cấu trúc của chất cách điện phải là sự hiện diện của chất điện môi không từ tính. Trên cơ sở này, các sửa đổi khác nhau của RPM đang được phát triển. Ví dụ, ngoài cấu trúc của sắt từ, có thể kể đến các nguyên tố bồ hóng hoặc than chì, đóng vai trò nhưchất hấp thụ. Trong quá trình sản xuất RPM trong phạm vi hẹp, người ta cũng nhấn mạnh đến việc sử dụng cao su hoặc nhựa.

Sự khác biệt giữa vật liệu hấp thụ radar và lớp phủ

Không có sự phân biệt nghiêm ngặt, về mặt hiệu suất, giữa vật liệu và lớp phủ cho mục đích này, nhưng chính cơ chế sản xuất và xử lý thêm khiến cần phải phân biệt giữa các phương tiện cách ly này. Đặc biệt, nếu vật liệu có thể được bao gồm trong cơ sở cấu trúc và thậm chí cả nguyên tố của sản phẩm mục tiêu, thì lớp phủ chỉ hoạt động như một lớp phụ trợ trên bề mặt mà không thực hiện bất kỳ nhiệm vụ nào có bản chất khác. Một phần là khả năng hấp thụ cũng có sự khác biệt, nhưng yếu tố này thì khá có điều kiện. Tùy thuộc vào cấu trúc, vật liệu hấp thụ radar có thể cho thấy một số thành công như một thiết bị hấp thụ vi sóng, nhưng trong mọi trường hợp, khả năng này sẽ chỉ đặc trưng cho một phạm vi hạn chế. Ví dụ, ngày nay có phổ bức xạ của các trạm radar mà về nguyên tắc, không có sẵn để "xử lý" RPM.

Đặc điểm kỹ thuật và hoạt động của RPM

Vật liệu khá đa dạng về thiết kế và cấu trúc, tuy nhiên vẫn có các chỉ số hiệu suất trung bình cho các nhóm RPM được thiết lập nhất. Các đặc điểm cơ bản phản ánh những giá trị này bao gồm:

• Chiều dài của sóng làm việc - từ 0,3 đến 25 cm.
• Phổ tần số hoạt động là từ 300 đến 37.500 MHz.
• Độ thẩm thấu từ tính - từ 1, 26 đến 10-6 H / m.
• Phạm vi nhiệt độ hoạt động - từ -40 đến 60 ° С.
• Trọng lượng - khoảng 200-300 g trên 1 mét vuông

Cần lưu ý rằng không phải vật liệu nào cũng có thể duy trì các đặc tính hiệu suất nêu trên trong các điều kiện sử dụng khắc nghiệt bên ngoài. Theo nghĩa này, chúng ta có thể chọn ra loại vật liệu hấp thụ vô tuyến Ternovnik dạng thảm, được các doanh nghiệp Nga sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp khác nhau. Đối với anh ta, thực tế không có hạn chế hoạt động trong điều kiện khí hậu khắc nghiệt. Ngoài ra, vật liệu này có khả năng chống mài mòn cơ học và giữ được khả năng cách nhiệt cho các vật thể bất kể hình dạng và diện tích của chúng.

Các loại RPM

Mặc dù hiện tại không có sự phân biệt rõ ràng trong phân khúc RPM, các danh mục sau của vật liệu này có thể được phân biệt theo điều kiện:

• Cộng hưởng. Còn được gọi là điều chỉnh tần số - chúng có thể trung hòa hoàn toàn hoặc một phần sóng hấp thụ. Hiệu quả được xác định trực tiếp bởi độ dày của sản phẩm bảo vệ.
• Không cộng hưởng từ. Chúng có ferit trong cấu trúc của chúng, các hạt của chúng được phân bố trong lớp epoxy. Vật liệu hấp thụ radar từ tính có thể tiêu tán năng lượng bức xạ trên một khu vực rộng lớn, giúp nó có thể đạt được sự trung hòa trên một dải tần số rộng.
• Âm lượng không cộng hưởng. Theo quy luật, chúng là các lớp cách điện dày có khả năng hấp thụ phần lớn đầu vàobức xạ trước khi nó phản xạ ra khỏi tấm kim loại phía sau.

Tính năng của RPM trên bột sắt từ

Một loại lớp phủ có khả năng hấp thụ vô tuyến, chứa các hạt vi cầu phân tán với các hạt ferit hoặc sắt cacbonyl. Trong quá trình hấp thụ bức xạ tần số cao trong bột, các dao động phân tử xảy ra, dẫn đến giải phóng nhiệt. Năng lượng có nguồn gốc tương tự được tiêu tán hoặc chuyển sang một cấu trúc lưu trữ liền kề. Một nguyên tắc hoạt động tương tự được ghi nhận trong các tấm cao su neoprene. Vật liệu này hoạt động trên nguyên tắc thất thoát từ tính, nhưng trong cấu trúc của nó có chứa một chất độn rắn hơn gồm ferit và graphit.

RPM bọt

Một nhóm RPM đặc biệt được sử dụng để che các đối tượng quan trọng trong thời gian dài. Đây là loại vật liệu dựa trên bọt polyurethane. Việc sử dụng nó được chứng minh bởi thực tế là sản phẩm cuối cùng nhận được kích thước nhỏ và khối lượng khiêm tốn với phạm vi hoạt động hấp thụ khá rộng lên đến phổ decimet. Mặc dù vật liệu thô đắt hơn trong trường hợp này, nhưng vật liệu hấp thụ radar và lớp phủ bọt che phủ polyurethane có lợi thế về hiệu suất đáng kể:

• Đặc tính độ bền cao so với các vật liệu polyme nước tương tự.
• Duy trì chất lượng che đậy vô thời hạn.
• Yêu cầu lưu trữ ít hơn cho các thành phần.
• Nắp mặt nạ tạo bọtvề nguyên tắc, chúng được đặc trưng bởi độ bám dính cao, giúp mở rộng khả năng ứng dụng của chúng trên nhiều loại bề mặt.

Phát triển RPM trong nước

Các chuyên gia Nga đang làm việc trong một số lĩnh vực tạo RPM, nhưng vật liệu dựa trên cấu trúc nano nên được đề cập đến những lĩnh vực hứa hẹn nhất. Đặc biệt, khái niệm này đang được làm chủ bởi Viện nghiên cứu Ferrit-Domen, nơi đã phát triển toàn bộ dòng màng hấp thụ vô tuyến mỏng làm từ cacbon hydro hóa với các nguyên tố nano. Ưu điểm của vật liệu hấp thụ vô tuyến do Nga sản xuất dựa trên các hạt có cấu trúc nano bao gồm khả năng hấp thụ tăng lên hoạt động trong phổ tần số siêu rộng 7–300 GHz. Ngoài ra, cùng với khả năng chịu nhiệt và độ bền cơ học, các nhà phát triển lưu ý đến tính thân thiện với môi trường và công nghệ không có chất thải để sản xuất các vật liệu như vậy.

Kết

Bất chấp sự mở rộng của phân khúc RPM nói chung, vẫn còn quá sớm để nói về các tiêu chuẩn phát triển đã được thiết lập và tiêu chuẩn hóa cho loại vật liệu này. Điều này phần lớn là do tính bí mật mà các nhà nghiên cứu trong lĩnh vực này phải làm việc, nhưng cũng có những vấn đề liên quan đến sự phức tạp của công nghệ phát triển. Ngày nay không thể có được các vật liệu hấp thụ vô tuyến hứa hẹn mới nếu không sử dụng các vật liệu thô sáng tạo. Các nhà công nghệ cũng đang tích cực nghiên cứu các phương pháp ước tính khả năng hấp thụ chính xác và hiệu quả hơn, giúp tăng cường khả năng xác định các RPM mới. Và dựa trên nền tảng nàyvề mặt logic, các tác nhân hấp thụ vô tuyến dựa trên cùng loại sắt thép, vốn đã trở thành truyền thống, đang mất dần tính liên quan.