วัสดุดูดซับวิทยุ: คำอธิบายลักษณะการใช้งาน

2024 ผู้เขียน: Howard Calhoun | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2023-12-17 10:42

ระดับปัจจุบันของการพัฒนาอุปกรณ์วิศวกรรมวิทยุและการใช้งานอย่างแพร่หลายทำให้ประเด็นเรื่องการป้องกันแม่เหล็กไฟฟ้าและความปลอดภัยเป็นประเด็นสำคัญ จนกระทั่งเมื่อไม่นานมานี้ ปัญหาชั้นนี้ยังคงอยู่ในเงามืด เนื่องจากระดับเทคโนโลยีไม่อนุญาตให้มีการพิจารณาอย่างละเอียด แต่วันนี้มีทิศทางทั้งหมดสำหรับการพัฒนาวัสดุดูดซับเรดาร์ (RPM) ซึ่งมีจุดประสงค์ที่หลากหลาย

ขอบเขตของรอบต่อนาที

ความต้องการใช้วัสดุชนิดนี้เกิดขึ้นในคอมเพล็กซ์ป้องกันทางทหาร ในอุตสาหกรรมพลเรือน ในการแก้ปัญหาทั่วไปในการพัฒนาอุปกรณ์วิทยุ-อิเล็กทรอนิกส์ ฯลฯ แต่ระบบป้องกันและเครื่องมือรักษาความปลอดภัยยังคงเป็น เกี่ยวข้องมากที่สุดในแง่ของคำขอเกี่ยวกับ RPM ยิ่งไปกว่านั้น ไม่จำเป็นต้องเป็นศูนย์รวมเทคนิคทางการทหาร ตัวดูดซับเรดาร์ที่ทันสมัยวัสดุต่างๆ ประสบความสำเร็จในระบบคอมพิวเตอร์ที่ประมวลผลข้อมูลโดยใช้วิธีการป้องกันการเข้าถึงโดยไม่ได้รับอนุญาต วัตถุที่มีแหล่งกำเนิดทางชีวภาพจึงได้รับการปกป้องจากผลกระทบของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า และการลดความเสี่ยงของเรดาร์จึงเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับหน่วยพลเรือนและทหารที่หลากหลาย อีกอย่างคือลักษณะการใช้งานและคุณสมบัติของ RPM เฉพาะในแต่ละกรณีอาจแตกต่างกันอย่างเห็นได้ชัด

RPM คืออะไร

วัสดุประเภทนี้สามารถกำหนดได้ผ่านความสามารถขององค์ประกอบและโครงสร้างของผลิตภัณฑ์เพื่อให้แน่ใจว่ามีการดูดซับพลังงานแม่เหล็กไฟฟ้าในช่วงความถี่เฉพาะ RPM รุ่นใหม่จะคล้อยตามการปรับเปลี่ยนในแง่ของความสามารถในการแปลงคลื่นดูดกลืนเป็นพลังงานบางประเภท ในกระบวนการนี้ นอกจากการดูดซับแล้ว ยังสังเกตปรากฏการณ์ต่างๆ เช่น การรบกวน การกระเจิง และการเลี้ยวเบนอีกด้วย สำหรับการผลิตวัสดุดูดซับคลื่นวิทยุ จะใช้อนุภาคของเฟอร์โรแม่เหล็ก พวกมันถูกใช้เป็นวัสดุดูดซับที่หลากหลาย ทำให้เกิดชั้นฉนวนบนพื้นผิวของผลิตภัณฑ์เป้าหมายโดยคำนึงถึงคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ในกรณีนี้ ข้อกำหนดเบื้องต้นสำหรับพื้นฐานโครงสร้างของฉนวนจะต้องมีไดอิเล็กตริกที่ไม่ใช่แม่เหล็ก บนพื้นฐานนี้มีการพัฒนาการปรับเปลี่ยนต่างๆ ของ RPM ตัวอย่างเช่น นอกเหนือจากโครงสร้างของเฟอร์โรแม่เหล็กแล้วยังสามารถรวมองค์ประกอบของเขม่าหรือกราไฟต์ซึ่งทำหน้าที่เป็นตัวดูดซับ ในการผลิต RPM ช่วงแคบนั้น เน้นที่การใช้ยางหรือพลาสติกด้วย

ความแตกต่างระหว่างวัสดุดูดซับเรดาร์และการเคลือบ

ไม่มีความแตกต่างที่เข้มงวดในแง่ของประสิทธิภาพระหว่างวัสดุและสารเคลือบเพื่อจุดประสงค์นี้ แต่กลไกของการผลิตและการจัดการเพิ่มเติมทำให้จำเป็นต้องแยกความแตกต่างระหว่างวิธีการแยกเหล่านี้ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง หากวัสดุสามารถรวมอยู่ในโครงสร้างและฐานองค์ประกอบของผลิตภัณฑ์เป้าหมาย สารเคลือบจะทำหน้าที่เป็นชั้นเสริมบนพื้นผิวเท่านั้น โดยไม่ดำเนินการใดๆ ที่มีลักษณะแตกต่างกัน ส่วนหนึ่ง ความสามารถในการดูดซับมีความแตกต่างกัน แต่ปัจจัยนี้ค่อนข้างมีเงื่อนไข ขึ้นอยู่กับโครงสร้าง วัสดุดูดซับเรดาร์อาจแสดงความสำเร็จเป็นอุปกรณ์ดูดซับไมโครเวฟ แต่ไม่ว่าในกรณีใด ความสามารถนี้จะมีลักษณะเฉพาะสำหรับช่วงที่จำกัดเท่านั้น ตัวอย่างเช่น วันนี้มีสเปกตรัมการแผ่รังสีของสถานีเรดาร์ซึ่งตามหลักการแล้วไม่สามารถ "ประมวลผล" ของ RPM ได้

ลักษณะทางเทคนิคและการทำงานของ RPM

วัสดุค่อนข้างหลากหลายในการออกแบบและโครงสร้าง และยังมีตัวชี้วัดประสิทธิภาพโดยเฉลี่ยสำหรับกลุ่ม RPM ที่เป็นที่ยอมรับมากที่สุด ลักษณะพื้นฐานที่สะท้อนถึงค่าเหล่านี้ ได้แก่

• ความยาวของคลื่นทำงาน - จาก 0.3 ถึง 25 ซม.
• คลื่นความถี่การทำงานอยู่ระหว่าง 300 ถึง 37,500 MHz.
• การซึมผ่านของแม่เหล็ก - ตั้งแต่ 1, 26 ถึง 10-6 H/m.
• ช่วงอุณหภูมิในการทำงาน - ตั้งแต่ -40 ถึง 60 °C.
• น้ำหนัก - ประมาณ 200-300 กรัม ต่อ 1 ตร.ม.

ควรคำนึงว่าไม่ใช่ทุกวัสดุที่สามารถรักษาคุณลักษณะด้านประสิทธิภาพข้างต้นในสภาพการใช้งานภายนอกที่รุนแรงได้ ในแง่นี้ เราสามารถแยกแยะวัสดุดูดซับวิทยุ Ternovnik ประเภทพรม ซึ่งองค์กรรัสเซียใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมต่างๆ สำหรับเขาแล้ว แทบไม่มีข้อ จำกัด ในการใช้งานในสภาพอากาศที่รุนแรง นอกจากนี้ วัสดุนี้ยังมีความทนทานต่อการเสียดสีทางกลและยังคงความสามารถในการป้องกันวัตถุโดยไม่คำนึงถึงรูปร่างและพื้นที่

รอบต่อนาทีหลากหลาย

แม้ว่าขณะนี้ยังไม่มีความแตกต่างที่ชัดเจนในส่วน RPM แต่หมวดหมู่ต่อไปนี้ของเนื้อหานี้สามารถแยกแยะตามเงื่อนไขได้:

• เรโซแนนท์. เรียกอีกอย่างว่าปรับความถี่ - พวกมันสามารถให้คลื่นที่ถูกดูดซับทั้งหมดหรือบางส่วนเป็นกลาง ประสิทธิภาพถูกกำหนดโดยตรงโดยความหนาของผลิตภัณฑ์ป้องกัน
• แม่เหล็กไม่เรโซแนนท์. พวกเขามีเฟอร์ไรต์ในโครงสร้างซึ่งมีอนุภาคกระจายอยู่ในชั้นอีพ็อกซี่ วัสดุดูดซับเรดาร์แม่เหล็กสามารถกระจายพลังงานที่แผ่ออกมาเป็นบริเวณกว้าง ซึ่งทำให้สามารถถูกทำให้เป็นกลางได้ในช่วงความถี่กว้าง
• เสียงไม่ดัง. ตามกฎแล้วพวกมันเป็นชั้นฉนวนหนาที่ดูดซับอินพุตจำนวนมากก่อนที่มันจะสะท้อนออกจากแผ่นโลหะด้านหลัง

คุณสมบัติของ RPM บนผงแม่เหล็กไฟฟ้า

สารเคลือบชนิดหนึ่งที่มีความสามารถในการดูดซับคลื่นวิทยุ ซึ่งประกอบด้วยไมโครสเฟียร์ที่กระจายตัวด้วยอนุภาคของเฟอร์ไรท์หรือเหล็กคาร์บอนิล ในกระบวนการดูดซับรังสีความถี่สูงในผงจะเกิดการสั่นสะเทือนของโมเลกุลซึ่งกระตุ้นการปล่อยความร้อน พลังงานที่ได้รับเดียวกันซึ่งกระจายหรือถ่ายโอนไปยังโครงสร้างการจัดเก็บที่อยู่ติดกัน หลักการทำงานที่คล้ายกันนั้นระบุไว้ในแผ่นยางนีโอพรีน วัสดุนี้ทำงานบนหลักการของการสูญเสียแม่เหล็ก แต่มีสารตัวเติมที่แข็งแกร่งกว่าของเฟอร์ไรท์และกราไฟท์ในโครงสร้าง

โฟม RPM

กลุ่ม RPM พิเศษที่ใช้สำหรับการกำบังวัตถุสำคัญในระยะยาว วัสดุประเภทนี้ใช้โพลียูรีเทนโฟม การใช้งานนั้นสมเหตุสมผลโดยความจริงที่ว่าผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายได้รับขนาดเล็กและมวลพอประมาณพร้อมกิจกรรมการดูดซับที่ค่อนข้างกว้างจนถึงสเปกตรัมเดซิเมตร แม้ว่าวัตถุดิบจะมีราคาแพงกว่าในกรณีนี้ แต่วัสดุดูดซับเรดาร์และสารเคลือบโฟมโพลียูรีเทนมีข้อดีด้านประสิทธิภาพที่สำคัญ:

• มีความแข็งแรงสูงเมื่อเทียบกับวัสดุพอลิเมอร์น้ำที่คล้ายคลึงกัน
• รักษาคุณภาพการปิดบังไม่มีกำหนด
• ความต้องการพื้นที่จัดเก็บน้อยลงสำหรับส่วนประกอบ
• โฟมมาส์กหน้าโดยหลักการแล้ว พวกมันมีลักษณะการยึดเกาะสูง ซึ่งขยายความเป็นไปได้ในการใช้งานไปยังพื้นผิวที่หลากหลาย

การพัฒนา RPM ในประเทศ

ผู้เชี่ยวชาญชาวรัสเซียกำลังทำงานในหลายด้านของการสร้าง RPM แต่วัสดุที่ใช้โครงสร้างนาโนควรได้รับการอ้างอิงไปยังพื้นที่ที่มีแนวโน้มมากที่สุด โดยเฉพาะอย่างยิ่ง แนวคิดนี้กำลังถูกควบคุมโดยสถาบันวิจัย Ferrit-Domen ซึ่งได้พัฒนาฟิล์มบางที่ดูดซับคลื่นวิทยุซึ่งทำมาจากคาร์บอนที่เติมไฮโดรเจนด้วยองค์ประกอบนาโน ข้อดีของวัสดุดูดซับคลื่นวิทยุที่ผลิตในรัสเซียโดยใช้อนุภาคที่มีโครงสร้างนาโน ได้แก่ ความสามารถในการดูดซับที่เพิ่มขึ้นซึ่งทำงานในสเปกตรัมความถี่กว้างพิเศษที่ 7–300 GHz นักพัฒนาทราบถึงความเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมและเทคโนโลยีที่ปราศจากของเสียสำหรับการผลิตวัสดุดังกล่าวควบคู่ไปกับความทนทานต่อความร้อนและความแข็งแรงทางกล

สรุป

แม้จะมีการขยายตัวของกลุ่ม RPM ทั่วไป แต่ก็ยังเร็วเกินไปที่จะพูดถึงมาตรฐานการพัฒนาที่กำหนดไว้และได้มาตรฐานสำหรับวัสดุประเภทนี้ สาเหตุส่วนใหญ่มาจากความลับที่นักวิจัยในสาขานี้ต้องทำงาน แต่ยังมีปัญหาที่เกี่ยวข้องกับความซับซ้อนทางเทคโนโลยีของการพัฒนาอีกด้วย การได้รับวัสดุดูดซับคลื่นวิทยุที่มีแนวโน้มดีในปัจจุบันเป็นไปไม่ได้หากปราศจากการใช้วัตถุดิบที่เป็นนวัตกรรมใหม่ นักเทคโนโลยีกำลังทำงานอย่างแข็งขันในวิธีการประมาณการความสามารถในการดูดซับที่แม่นยำและมีประสิทธิภาพมากขึ้น ซึ่งช่วยเพิ่มความสามารถในการระบุ RPM ใหม่ และขัดกับพื้นหลังนี้ตามหลักเหตุผล สารดูดซับวิทยุที่ใช้เฟอร์ไรท์ชนิดเดียวกันซึ่งกลายเป็นแบบดั้งเดิมไปแล้วกำลังสูญเสียความเกี่ยวข้องไป