Materiale radioassorbente: descrizione, caratteristiche, applicazione

2024 Autore: Howard Calhoun | [email protected]. Ultima modifica: 2023-12-17 10:31

L'attuale livello di sviluppo dei dispositivi di ingegneria radio e il loro uso diffuso hanno messo all'ordine del giorno le questioni della protezione e della sicurezza elettromagnetiche. Fino a poco tempo questo livello di problemi è rimasto nell'ombra, poiché il livello tecnologico non permetteva di considerarli in dettaglio. Ma oggi c'è un'intera direzione per lo sviluppo dei materiali di assorbimento radar (RPM), che hanno una varietà di scopi.

Ambito di RPM

La necessità di utilizzare questo tipo di materiali nasce nel complesso militare-difesa, nell'industria civile, nella risoluzione di problemi tipici nello sviluppo di dispositivi radioelettronici, ecc. Ma i sistemi di protezione e gli strumenti di sicurezza restano più rilevante in termini di richiesta su RPM. Inoltre, questo non è necessariamente un complesso tecnico-militare. Moderni assorbitori radari materiali sono padroneggiati con successo nella nicchia dei sistemi informatici che elaborano le informazioni con la connessione di mezzi di protezione contro l'accesso non autorizzato. Gli oggetti di origine biologica sono quindi protetti dagli effetti elettromagnetici e ridurre la vulnerabilità dei radar è una necessità per un'ampia gamma di unità civili e militari. Un' altra cosa è che la natura dell'uso e le proprietà di RPM specifici in ciascun caso possono differire notevolmente.

Cos'è RPM?

Questa classe di materiali può essere definita attraverso la capacità della composizione e della struttura del prodotto di garantire l'assorbimento di energia elettromagnetica in un particolare intervallo di frequenza. Le nuove generazioni di RPM sono più suscettibili alle modifiche in termini di capacità di convertire le onde assorbite in determinati tipi di energia. In questo processo, oltre all'assorbimento, si osservano anche fenomeni come interferenza, scattering e diffrazione. Per quanto riguarda la produzione di materiali radioassorbenti, si basano su particelle di un ferromagnete. Sono utilizzati come materiali assorbenti ad ampio raggio, formando uno strato isolante sulla superficie del prodotto target rispetto alle onde elettromagnetiche. In questo caso, un prerequisito per la base strutturale dell'isolante deve essere la presenza di un dielettrico non magnetico. Su questa base si stanno sviluppando varie modifiche dell'RPM. Ad esempio, oltre alla struttura dei ferromagneti, possono essere inclusi elementi di fuliggine o grafite, che fungono daassorbitori. Nella produzione di RPM a gamma stretta, l'enfasi è anche sull'uso di gomma o plastica.

La differenza tra materiali assorbenti radar e rivestimenti

Non esiste una distinzione rigorosa, in termini di prestazioni, tra materiali e rivestimenti per questo scopo, ma la meccanica stessa della produzione e dell'ulteriore manipolazione rende necessario distinguere tra questi mezzi di isolamento. In particolare, se i materiali possono essere inclusi nella base strutturale e anche elementare del prodotto target, i rivestimenti fungono solo da strato ausiliario sulla superficie, senza svolgere compiti di natura diversa. In parte, ci sono anche differenze nelle capacità di assorbimento, ma questo fattore è piuttosto condizionale. A seconda della struttura, il materiale che assorbe il radar può mostrare un certo successo come dispositivo di assorbimento delle microonde, ma in ogni caso questa capacità sarà caratteristica solo per una portata limitata. Ad esempio, oggi esistono spettri di radiazione di stazioni radar che, in linea di principio, non sono disponibili per l'elaborazione di RPM.

Caratteristiche tecniche e operative di RPM

I materiali sono piuttosto diversi nel design e nella struttura, eppure ci sono indicatori di prestazione medi per i gruppi più affermati di RPM. Le caratteristiche di base che riflettono questi valori includono:

• La lunghezza delle onde di lavoro - da 0,3 a 25 cm.
• Lo spettro della frequenza operativa va da 300 a 37.500 MHz.
• Permeabilità magnetica - da 1, 26 a 10-6 H/m.
• Intervallo di temperatura di esercizio - da -40 a 60 °С.
• Peso - circa 200-300 g per 1 mq

Va tenuto presente che non tutti i materiali possono mantenere le caratteristiche prestazionali di cui sopra in condizioni esterne difficili di utilizzo. In questo senso, possiamo individuare il materiale radioassorbente Ternovnik del tipo a tappeto, ampiamente utilizzato dalle imprese russe in vari settori. Per lui, non ci sono praticamente restrizioni sul funzionamento in condizioni climatiche difficili. Inoltre, questo materiale è resistente all'abrasione meccanica e conserva la capacità di isolare gli oggetti indipendentemente dalla loro forma e area.

Varietà di RPM

Sebbene attualmente non vi sia una chiara distinzione nel segmento RPM, le seguenti categorie di questo materiale possono essere condizionalmente distinte:

• Risonante. Chiamati anche sintonizzati sulla frequenza - sono in grado di fornire una neutralizzazione completa o parziale dell'onda assorbita. L'efficienza è determinata direttamente dallo spessore del prodotto protettivo.
• Magnetismo non risonante. Hanno ferrite nella loro struttura, le cui particelle sono distribuite nello strato epossidico. Il materiale assorbente del radar magnetico è in grado di dissipare l'energia irradiata su un'ampia area, il che consente di ottenere la neutralizzazione su un'ampia gamma di frequenze.
• Volume non risonante. Di norma, sono strati spessi di isolanti che assorbono la maggior parte dell'inputradiazione prima che si rifletta sulla piastra metallica posteriore.

Caratteristiche RPM su polveri ferromagnetiche

Un tipo di rivestimento con capacità di assorbimento radio, che contiene microsfere disperse con particelle di ferrite o ferro carbonilico. Nel processo di assorbimento delle radiazioni ad alta frequenza nella polvere, si verificano vibrazioni molecolari che provocano il rilascio di calore. La stessa energia derivata che viene dissipata o trasferita a una struttura di accumulo adiacente. Un principio di funzionamento simile si nota nei fogli di gomma neoprene. Questo materiale funziona secondo il principio delle perdite magnetiche, ma contiene nella sua struttura un riempitivo più solido di ferrite e grafite.

Schiuma RPM

Un gruppo speciale di RPM utilizzati per il mascheramento a lungo termine di oggetti importanti. Questo tipo di materiale è a base di schiuma poliuretanica. Il suo utilizzo è giustificato dal fatto che il prodotto finale riceve piccole dimensioni e una massa modesta con un range di attività assorbente abbastanza ampio fino allo spettro decimetrico. Sebbene le materie prime siano più costose in questo caso, i materiali che assorbono i radar e i rivestimenti in schiuma per mascheratura a base di poliuretano presentano notevoli vantaggi in termini di prestazioni:

• Caratteristiche di elevata resistenza rispetto a materiali simili a polimeri d'acqua.
• Mantieni le qualità di occultamento indefinitamente.
• Meno requisiti di archiviazione per i componenti.
• Coperture per mascheratura in schiumain linea di principio, sono caratterizzati da un'elevata adesione, che amplia le possibilità della loro applicazione su un'ampia varietà di superfici.

Sviluppi RPM domestici

Gli specialisti russi stanno lavorando in diverse aree della creazione di RPM, ma i materiali basati su nanostrutture dovrebbero essere riferiti alle aree più promettenti. Questo concetto, in particolare, è padroneggiato dal Ferrit-Domen Research Institute, che ha sviluppato un'intera linea di sottili film radioassorbenti realizzati in carbonio idrogenato con nanoelementi. I vantaggi dei materiali radioassorbenti di fabbricazione russa basati su particelle nanostrutturate includono una maggiore capacità di assorbimento che opera nello spettro di frequenza ultra ampio di 7–300 GHz. Inoltre, insieme alla resistenza al calore e alla resistenza meccanica, gli sviluppatori notano la compatibilità ambientale e la tecnologia senza sprechi per la produzione di tali materiali.

Conclusione

Nonostante l'espansione del segmento RPM generale, è ancora troppo presto per parlare di standard di sviluppo consolidati e standardizzati per questa classe di materiali. Ciò è in gran parte dovuto alla segretezza in cui devono lavorare i ricercatori in questo campo, ma ci sono anche problemi associati alla complessità tecnologica dello sviluppo. Ottenere nuovi promettenti materiali radioassorbenti oggi è impossibile senza l'uso di materie prime innovative. I tecnologi stanno anche lavorando attivamente su metodi più accurati ed efficienti di stima della capacità di assorbimento, che migliorano la capacità di identificare nuovi RPM. E su questo sfondologicamente i radioassorbenti a base delle stesse ferriti, ormai divenuti tradizionali, stanno perdendo di rilevanza.