Анализ видов радиопоглощающих материалов

Радиопоглощающие материалы (РПМ) - это материалы, состав и структура которых обеспечивает эффективное поглощение (при незначительном отражении) электромагнитной энергии (ЭМИ) в определённом диапазоне длин радиоволн.

Поглощение ЭМИ происходит тогда, когда вектор Пойтинга (S) имеет отрицательное значение (1).

, (1)

где E и H векторы напряжённости электрического и магнитного полей соответственно.

Уровень поглощения находится по формуле 2

, (2)

где - коэффициент отражения; - коэффициент прохождения электромагнитной волны через радиопоглощающий материал [3].

Проанализировав эту формулу, можно выделить разделение радиопоглощающих материалов на два фундаментальных типа радиопоглощающих материалов по способу экранирования:

· Rn>>An экранирование электромагнитной энергии в таком материале происходит за счёт отражения электромагнитных волн от поверхности.

· Rn<<An экранирование электромагнитной энергии в таком материале происходит за счёт поглощения электромагнитных волн.

Второй способ позволяет снизить радиолокационную заметность цели, однако поглощение энергии приводит к нагреву материала, что может вызвать пожароопасную ситуацию при интенсивном облучении.

Для нормального падения коэффициенты отражения Rn и поглощения Tn равны (3) [4].

, (3)

при

,

где µ1, µ2 - магнитная проницаемость воздуха и вещества; ε1, ε2 - диэлектрическая проницаемость воздуха и вещества соответственно.

Поскольку Rn и Tn зависят от одних и тех же величин µ и ε, то чем больше значения этих величин для среды, тем больше и поглощение, и отражение. Для снижения отражения ЭМИ необходимо, чтобы W1=W2 [5].

Если в веществе отсутствуют токи проводимости (j=0), то потери энергии определяются процессами поляризации и намагничивания. Согласно формуле 4, в случае продольнооднородных структур погонные потери Pn в объеме ∆V, заключенном между двумя поперечными сечениями Z и Z+∆Z, определяются как [6]:

, (4)

где ε0, µ0 - электрическая и магнитная постоянные, зависящие только от выбора единиц измерения; ω - круговая частота; ε″, µ″ - мнимые части комплексных значений диэлектрической и магнитной проницаемостей; - максимальные значения комплексных амплитуд электрического и магнитного векторов; , - комплексное сопряжение векторов , соответственно (зависимость от площади РПМ).

При взаимодействии электромагнитного поля с РПМ проявляются эффекты поглощения, рассеяния и интерференции радиоволн. Интерференция волн - взаимное увеличение или уменьшение результирующей амплитуды двух или нескольких когерентных волн, одновременно распространяющихся в пространстве. Сопровождается чередованием максимумов и минимумов интенсивности в пространстве. Результат интерференции зависит от разности фаз, накладывающихся волн. Если электромагнитные волны синфазны, то амплитуда суммарной волны увеличивается, если разность фаз равна 180 градусов, то электромагнитные волны компенсируют друг друга, как видно на рисунке 1. Где чёрным цветом отображены максимумы, а белым минимумы при наложении волн.

Читайте также

Оптоэлектронные технологии
Оптоэлектроника - бурно развивающаяся область науки и техники. Многие ее достижения вошли в быт: индикаторы, дисплеи, лазерные видеопроигрыватели. Разрабатывается твердоте ...

Проектирование радиоприемного устройства с учетом научно-технического прогресса
Радиоприемное устройство является частью системы передачи сообщений, использующей для этого энергию радиоволн. Оно предназначено для улавливания, преобразования и использования электрома ...

Проект соединительной цифровой радиорелейной линии для сети сотовой связи Томск - Володино
Темпы увеличения потребности в электросвязи и соответственно темпы реализации этой потребности в технических системах непрерывно увеличивались на всем протяжении закончившегося ХХ века ...