Введение к работе
Актуальность темы. В настоящее время радиопоглощающие атериалы (РПМ) и структуры являются необходимыми элементами ногих изделий как в радиоэлектронике, так и других областях ^хники. Требуемые электродинамические и физико-механические арактеристики этих материалов и структур определяются обычно энкретными условиями их применения. Однако можно назвать ряд араметров, вполне достаточных для общей характеристики данного атериала и данной структуры. К числу этих параметров следует гнести:
диапазон заданных длин волн,
коэффициент отражения в этом диапазоне,
массо-габаритные характеристик!!,
механические характеристики (твердость, пластичность и т.д.). Известно, что требование малого коэффициента отражения в
шроком диапазоне длин волн находится в противоречии с ребовапиями малой массы и малой толщины структуры. Даже астичное устранение этого противоречия можно считать серьезным остижением в данной области техники. Поэтому задача создания шрокополосных легких радиопоглощающих материалов и структур с алой величиной коэффициента отражения, обладающих гибкостью хорошими эксплуатационными свойствами, является достаточно ктуальной [1].
Широкое распространение получили радиопоглощающие [атериалы и структуры на основе резистивных нитей и волокон, асположенных в диэлектрической матрице [1,2]. Особый интерес к аким материалам и структурам обусловлен возможностью плавного : контролируемого изменения их электродинамических и физико-іеханических характеристик за счет подбора толщины конструкции, еометрических размеров нитей, концентрации их в матрице, а также войств частиц наполнителя в нити.
При разработке новых структур на основе резистивных нитей ребуется всестороннее изучение свойств как самих структур в (елом, так и резистивной нити в отдельности.
Цель работы. Целью работы являются разработка и создание иирокополосных слабоотражающих радиопоглощающих структур на
основе резистивных нитей, экспериментальное и теоретическо исследования свойств как самих структур, так и их элементов, также разработка и создание методик расчета и измерения.
Для достижения поставленной цели необходимо решит следующие научно-технические задачи:
1.Выбор принципа построения радиопоглощающих структур подбор их элементов.
2.Разработка конструкции и технологии изготовлени экспериментальных образцов радиопоглощающих структур.
3.Выбор методики расчета и оптимизация параметров реальны структур.
4.Разработка методик и создание автоматизированной системі для исследования электродинамических и физико-механически характеристик резистивных нитей и радиопоглощающих структур и их основе.
5.Экспериментальное исследование электродинамически
характеристик резистивных нитей и образцов радиопоглощающи структур в дециметровом, сантиметровом и миллиметрово диапазонах волн.
6.Проведение натурных испытаний структурных макете радиопоглощающих покрытий.
Объектом исследования служат резистивные нити широкополосные радиопоглощающие структуры на их основе.
Методы исследования базируются на преимущественно использовании экспериментального подхода совместно с расчете радиопоглощающих структур, находящихся в воздушной матрице имеющих включения в виде вытянутых диэлектрических эллипсоиде вращения.
Экспериментальное исследование свойств резистивных нитей радиопоглощающих структур на их основе осуществляется г измерению отражательных характеристик в заданном диапазоне длу волн.
Научная новизна выполненной работы заключается следующем:
1. Созданы принципиально новые широкополоснь
слабоотражающие радиопоглощающие структуры на осної резистивных нитей двух типов и исследованы і
чектродинамические характеристики во всем заданном диапазоне \ин волн. Авторство защищено двумя патентами РФ.
2.Предложена оригинальная методика инженерного расчета эзффициента отражения от структур на основе резистивных нитей.
3.Впервые исследована зависимость комплексной
^электрической проницаемости резистивной нити от длины волны.
4.Разработана новая методика измерения величины эзффициента отражения в свободном пространстве.
5.Впервые предложен и исследован набор стандартных Зразцовых мер с заданными значениями коэффициентов отражения свободном пространстве.
Обоснованность и достоверность полученных
<спериментальных результатов обеспечена тем, что в работе
араллелыю используется ряд способов, включающих новые и
эрошо известные методики, измерения электродинамических
ірактеристик материалов. Кроме того, в работе проведено
эавнение полученных результатов инженерного расчета с
эзулт>татами эксперимента и результатами расчета других авторов, эторые достаточно хорошо совпадают.
Практическая значимость работы состоит в том, что Знаруженные электродинамические, физико-механические и ссплуатационные характеристики разработанных и созданных ирокополосных слабоотражающих радиопоглощающих структур эзволяют использовать их для целей радиомаскировки.
Полученная зависимость эффективного значения комплексной ізлектрической проницаемости резистивной нити от длины волны ожет быть использована для расчета, любой из структур на основе іких нитей.
Предложенная методика инженерного расчета позволяет зссчитать оптимальные параметры различных структур на основе гзистивных нитей.
Разработанная методика измерения коэффициента отражения в зободном пространстве с помощью рупоров используется как ежотраслевая. Имеется акт об использовании научных положений и вводов данной работы.
()
Набор стандартных образцовых мер с заданными значениям коэффициентов отражения в свободном пространстве применяете для обеспечения единства измерений.
Автоматизированная система измерения коэффициент отражения в свободном пространстве широко применяется экспериментальных исследованиях различных классов материалої Имеется акт об использовании научных положений и выводов данно работы.
Положения, выносимые на защиту, состоят в следующем:
1. Разработана методика инженерного расчета широкополосной
радиопоглощающей структуры на основе резистивных нитей.
-
Разработана и исследована однослойная широкополосна радиопоглощающая структура с малой величиной эффективно диэлектрической проницаемости на основе резистивных нитей.
-
Разработана и исследована двухслойная широкополосна радиопоглощающая структура, включающая: поглощающий слой и переплетения резистивных нитей и согласующий слой в вил островковой структуры.
4. Исследована зависимость комплексной диэлектрическо
проницаемости резистивной нити от длины волны. Показано, чт
действительная часть диэлектрической проницаемости слабо завись
от длины волны, а мнимая часть диэлектрической проницаемост
изменяется с длиной волны по линейному закону.
-
Разработана методика измерения величины коэффициент отражения в свободном пространстве с помощью специальнь рупоров.
-
Разработан набор образцовых мер с заданными значениям коэффициентов отражения в свободном пространстве в виде решете из металлических проводников прямоугольного сечения.
Апробация результатов. Основные результаты работ
неоднократно обсуждались на семинарах отдела ИРЭ РАН, доложен
на на VI Всесоюзной НТК "Методы и средства измерена
электромагнитных характеристик. материалов на ВЧ и СВ1
(г.Новосибирск, 1987), на I Всесоюзной научно-техническс
конференции "Актуальные проблемы технологии композиционнь
материалов и радиокомпонентов в микроэлектроннь
информационных системах" (г.Ялта, 1990 г.), на XVI Всесоюзне
емннаре "Гиромагнитная электроника и электродинамика" г.Куйбышев, 1990г.), на V Всесоюзной конференции Метрологическое обеспечение антенных измерений" (г.Ереван, 990г.), на VII Всесоюзной НТК "Методы и средства измерений ілектромагнитньїх характеристик материалов на ВЧ и СВЧ" ( .Новосибирск, 1991г.), на XI Международной конференции по иромагнитной электронике и электродинамике (г.Алушта, 1992г.), на i-rd International conference on electromagnetics in aerospace pplications and 7-th European electromagnetic structures conference Torino, Italy, 1993) и на 23-rd European microwave conference (Madrid, ;pain, 1993).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 15 (ечатных работ.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, етырех глав, заключения и содержит 133 страницы основного ;ашинописного текста с 54 рисунками, а также список [спользованных источников из 100 наименований на 12 страницах.
Похожие диссертации на Разработка и создание широкополосных слабоотражающих радиопоглощающих структур на основе резистивных нитей
