CC BY
3429
УДК 621.396.67
АНАЛИЗ ПЕРСПЕКТИВНЫХ РАДИОПОГЛОЩАЮЩИХ МАТЕРИАЛОВ А.Ф. Латыпова, Ю.Е. Калинин
Рассмотрены радиопоглощаюшие материалы для создания широкополосных поглотителей электромагнитных волн. Проанализированы достоинства и недостатки разнообразных типов поглотителей с диэлектрическими и магнитными потерями. Намечены перспективные направления создания эффективных широкополосных радиопоглощающих материалов
Ключевые слова: радиопоглощающий материал, диэлектрическая проницаемость, магнитная проницаемость
Развитие и увеличение мощности устройств СВЧ-радиоэлектроники приводят к тому, что возникающее при их работе электромагнитное излучение на частотах высших типов гармоник создает значительные помехи радиоэлектронной аппаратуре, и спутниковой связи.
Воздействие электромагнитного излучения (ЭМИ) различной природы на технические и биологические объекты является существенным фактором, влияющим на их функционирование.
Поэтому разработка новых
высокоэффективных широкополосных
радиопоглощающих материалов становится весьма актуальной для решения проблемы уменьшения помех и электромагнитной совместимости устройств.
За рубежом интенсивно ведутся работы по созданию военной техники с
противорадиолокационными покрытиями, в частности, в США по программе «Стелс». Существенное снижение взаимных помех в передающих и приемных трактах устройств, работающих в диапазоне 8 ...36 ГГц, возможно за счет применения радиопоглощающих магнитных материалов нового поколения, обеспечивающих расширение функциональных и
тактико-технических возможностей электронных средств спецтехники.
При разработке поглотителей
электромагнитных волн используются различные материалы, обладающие способностью поглощать электромагнитные излучения в определенном диапазоне частот. Способность среды поглощать электромагнитное излучение определяется ее электрическими и магнитными свойствами, к которым относятся удельная электропроводность, диэлектрическая и магнитная проницаемости. Эти характеристики используются при описании процесса распространения электромагнитной волны и в общем случае являются нелинейными, тензорными, комплексными величинами.
Латыпова Алина Фидарисовна - ВГТУ, аспирант, тел.
8 (905) 657-08-51
Калинин Юрий Егорович - ВГТУ, д-р физ.-мат. наук, профессор, тел. (473) 246-66-47
Поглощение электромагнитной энергии происходит за счет диэлектрических, магнитных потерь и потерь на проводимость, которые пытаются максимизировать для достижения максимума эффективности экранирования. В то же время, при падении электромагнитных волн на материал, имеет место отражение от границы раздела сред. Чем больше не соответствие волновых сопротивлений сред, тем больше величина коэффициента отражения.
При создании широкополосных (ШП) поглощающих покрытий ключевой задачей является согласование поглощающей структуры с окружающим пространством, при котором интегральный эффект отражения минимален.
Существует несколько способов уменьшения отражения монохроматических электромагнитных волн от проводящих (отражающих) поверхностей.
Наиболее простым способом уменьшения отражения является резонансный тип радиопоглощающих материалов (РПМ), основанный на принципе экрана Солсбери. Слой (тонкая пленка) поглощающего (проводящего) материала расположен на расстоянии Х/4 перед проводящей поверхностью. Падающая энергия высокочастотного излучения отражается от внешней и внутренней поверхностей РПМ с образованием интерференционной картины нейтрализации исходной волны. В результате происходит подавление падающего излучения. Другой конструкцией поглотителя
электромагнитных волн (ПЭВ) является поглотитель, состоящий из слоя РПМ, перед которым располагается согласующий четвертьволновый слой из непоглощающего материала. Такой поглотитель эффективно работает только на фиксированной частоте и при нормальном падении волны на проводящую поверхность, поэтому применение этого способа на практике малоэффективно.
Еще один способ уменьшения отражения основан на том, что волновое сопротивление непроводящего материала определяется выражением 2 = (ц/е)1/2. Выбирая необходимое отношение магнитной и диэлектрической проницаемостей ц/е можно сделать 2, равным сопротивлению свободного пространства. Если
гистерезисные петли ц и е одинаковы, так что для любой пары напряженностей полей Е и Н отношение ц/е одно и то же, то слой этого поглощающего материала будет представлять собой для падающей волны пустое пространство (для случая нормального падения).
По принципу действия ПЭВ подразделяются
[1]:
-интерференционные, использующие принцип взаимного гашения электромагнитных волн путем наложения в противофазе падающей и отраженной волны;
-рассеивающие, в которых уменьшение отраженной энергии в одном направлении обязано ее рассеянию в других направлениях под различными углами;
-поглощающие, использующие - преобразование электромагнитной волны в другие виды энергии, как правило, в тепловую, за счет диэлектрических (е") и магнитных (ц") потерь материала;
- комбинированные, сочетающие различные принципы действия в одном поглотителе.
При разработке однослойного
широкополосного ПЭВ поглощающего типа обычно используются магнитодиэлектрики, для которых за счет подбора близких значений е’ и ц’ удается обеспечить небольшое различие между характеристическими сопротивлениями ПЭВ и свободного пространства, а за счет больших потерь - эффективное поглощение. Кроме того, в литературе рассмотрены неоднородные
поглощающие ПЭВ, у которых с-1 и ц' плавно (градиентные материалы) или ступенчато
(многослойные структуры) изменяются от значений, близких к 1 на внешней поверхности, до значений, обеспечивающих требуемый уровень поглощения электромагнитной волны. Это постепенное изменение может быть достигнуто либо изменением свойств материала, либо изменением его геометрической формы, что реализуется в пенных пирамидах с углеродным наполнением. Такие поглотители могут обладать большой широкополосностью при малой величине коэффициента отражения и небольшой толщине ПЭВ, однако являются наиболее сложными с точки зрения практического воплощения. Преимуществом градиентных материалов по сравнению с
многослойными является отсутствие отражения на границах между слоями.
У ПЭВ интерференционного типа ослабление вторичного поля достигается за счет взаимной компенсации волн, отраженных от внешней поверхности материала и защищаемой металлической поверхности.
Для разработки диэлектрических ПЭВ с широким рабочим диапазоном частот перспективны однослойные материалы со специальными
частотными зависимостями комплексной
диэлектрической проницаемости, а также многослойные и градиентные материалы.
РПМ на основе диэлектриков, например, пластики с углеродным наполнением, имеют сравнительно небольшую плотность, однако толщина покрытия должна быть значительной. Для уменьшения мощности падающей волны на 20 и 30дБ толщину покрытия можно вычислить по формулам: D20 дБ = 0,279#е; DзW = 1,65/ fе, где f - частота, е -относительная диэлектрическая постоянная.
Очевидно, что с увеличением длины волны, особенно при переходе в дециметровый и метровый диапазон, необходимая толщина покрытия становится достаточно большой (О = 300 мм для f =
1 ГГц).
Преимущества и недостатки использования материалов типа ферритов и других
магнитодиэлектриков отмечаются в работах [2, 3]. В качестве тонкослойных ПЭВ ферриты с высокой магнитной проницаемостью имеют преимущества: малая толщина слоя, незначительное смещение верхнего предела частот при большой толщине слоя. Их недостаток - ограничение теоретически возможного рабочего диапазона при низких
частотах. Преимущество ферритов с низкой
магнитной проницаемостью - нижний предел частоты определяется только положением частоты гиромагнитного резонанса, недостаток -необходимость большой толщины слоя и сильное смещение верхнего предела частот.
Получили широкое распространение бариевые гексагональные ферриты. Поглощение ЭМИ
гексаферритами происходит, в основном, также за
счет естественного ферромагнитного резонанса (ЕФМР), при этом частоту ЕФМР можно изменять путем легирования ферритов различными элементами - А1 и др., которые приводят к изменению внутренних магнитных полей
материалов.
Большое внимание специалистов привлекают разработки ПЭВ и РПМ на основе композитных материалов, в частности из ферритрезиновых смесей с включенными в них короткими
металлическими волокнами. Введение в материал волокон в количестве от 1 до 3 % по массе смеси позволяет изменять диэлектрическую
проницаемость в широких пределах. Рассмотрены композитные материалы на основе ферритовых взвесей. В качестве искусственных наполнителей часто используют металлические проводники различной формы. Материалы, содержащие проводящие включения сложной формы: разомкнутые и замкнутые проводящие кольца, омега-частицы, одинарные и би-спирали, диэлектрические включения различной формы с большой диэлектрической проницаемостью имеют уникальные характеристики в СВЧ диапазоне, которые невозможно достигнуть в композитах, построенных на основе порошков металлов. Возможно проявление сильной дисперсии и получение больших значений диэлектрической проницаемости и др. В случае нитевидных металлических включений композитный материал приобретает дополнительно эффективную
магнитную поляризуемость, резонансно зависящую от частоты электромагнитного поля. В случае малых диэлектрических включений с большой диэлектрической проницаемостью
(диэлектрические резонаторы различной формы) в них возбуждаются собственные электромагнитные колебания на магнитных модах. Фактически характерные размеры включений существенно меньше длины волны падающего ЭМИ.
Широкое распространение получили радиопоглощающие материалы и структуры на основе резистивных нитей, расположенных в диэлектрической матрице [4]. Резистивная нить представляет собой многокомпонентное волокно, в объеме которого сформирован электропроводящий композит. Проводящим наполнителем является сажа с частицами размером порядка 300-600 Аа. Эти частицы содержат кристаллиты графита. Оболочка нити обладает хорошими прочностными, влагоустойчивыми и температурными
характеристиками.
Рис. 1. Часть поперечного среза электропроводящей стеклонити
Оценка поглощающих свойств нити производилась на основе исследования
комплексной проницаемости материала нити в диапазоне длин волн 0,25-15 см. Получены
зависимости действительной и мнимой частей комплексной диэлектрической проницаемости
резистивной нити от длины волны, от слоев эффективных сред. Показано, что увеличение объемного содержания нитей в слое приводит к увеличению действительной и мнимой частей его диэлектрической проницаемости.
В работе [5] показано, что структурная среда с элементами в виде кольцевых проводников имеет диамагнитные свойства и большие магнитные потери в широком диапазоне частот. Использование в качестве наполнителя металлических спиралей приводит к дополнительной связи между электрическим и магнитным полями. Наличие такой связи может способствовать снижению уровня отражения электромагнитных волн. Достоинством киральных сред является возможность увеличения эффективной магнитной проницаемости без применения тяжелых магнитных материалов. Задача анализа для таких материалов состоит в том, что при заданном соотношении компонентов смесей в композиционном материале определяются составляющие комплексных диэлектрической и магнитной проницаемостей с учетом дополнительно введенных электропроводящих и магнитосодержащих элементов.
Широкое применение находят
композиционные РПМ, матрица которых состоит из высокомолекулярных полимерных соединений, а наполнителем являются частицы ферро- или ферримагнитных материалов. Такие материалы эффективно работают в качестве ПЭВ, расположенных на металлических поверхностях. В работе [6] предложено в качестве наполнителей композиционных РПМ для СВЧ диапазона использовать порошки карбонильного железа ^еС). Исследование спектров комплексных магнитной ( ^ = иГ - 1^1 ) И диэлектрической ( Б = £ — 1Е ) проницаемостей композитов с разными коэффициентами наполнения на частотах до 18 ГГц показало, что данные материалы обладают заметными магнитными и диэлектрическими потерями и перспективны для применения в качестве ПЭВ СВЧ диапазона. Показано также, что меньшими коэффициентами отражения и большей широкополосностью обладают двухслойные РПМ (рис.2,3)[6] по сравнению с однослойными. Они состоят из сильно поглощающего слоя, расположенного на металлической поверхности и слоя с меньшими значениями магнитной и диэлектрической проницаемостей, согласующего ПЭВ со свободным пространством.
Проведенные экспериментальные
исследования спектров магнитной и диэлектрической проницаемостей и поглощающих свойств композитов показали, что композиционные материалы на основе карбонильного железа обладают хорошими поглощающими свойствами в диапазоне частот от ~3 до 37 ГГц и выше при малых толщинах слоев. Они могут быть использованы как в качестве маскирующих покрытий, расположенных на металлической поверхности, так и в качестве защитных неотражающих покрытий с малыми коэффициентами отражения и прохождения. Наличие минимума коэффициента отражения от двухслойной структуры на частотах выше 37 ГГц открывает возможность создавать радиопоглощающие материалы и на более высокие частоты, при соответствующем выборе толщины слоев.
О................................г I I
26 29 ЭС 32 ЪА 36
частота, ГГц
Рис. 2. Коэффициенты отражения ^), прохождения (Т) и поглощения (А) однослойного РПМ
90
80
ГО
£ 60
50
<
ь-’ 40
ос 30
20
10
0,
частота, ГГц
Рис. 3. Коэффициенты отражения (Я), прохождения (Т) и поглощения (А) двухслойного РПМ
Широкое практическое применение могут найти полупроводниковые материалы (карбид кремния и др.). РПМ, выполняемые в виде объемных блоков из полупроводящих сред, характеризующихся определенным распределением проводимости, электрической е и магнитной ц проницаемостей по структуре сред, обладают малым коэффициентом отражения, а их сквозное затухание обычно очень велико, вследствие того, что тыльная сторона РПМ покрыта металлическим листом, например, фольгой. В то же время при использовании полупроводниковых материалов следует соблюдать осторожность ввиду сильной зависимости их электрических свойств от температуры.
Для порошковых материалов, предназначенных для объемного поглощения энергии ЭМИ, одним из главных является вопрос о микроструктуре материала. Оценка роли размера изолированных металлических частиц и микрообъемов приведена в работе. Максимальное поглощение в материале типа металл-окисел алюминия наблюдается при весовом содержании в сплавах металлической составляющей 40-50% (рис. 4).
При большем процентном содержании металлической компоненты эффект объемного поглощения исчезает - падающая волна
практически полностью отражается. Такие
закономерности справедливы для широкого диапазона частот и углов падения волн.
В работе [7] проводится подбор оптимального состава композитов из нитрида алюминия и карбида кремния для объемных СВЧ-поглотителей, а также определение их диэлектрической проницаемости и тангенса угла диэлектрических потерь.
Получены зависимости коэффициента поглощения электромагнитной энергии от
содержания карбида кремния при различных размерах частиц, измеренный в диапазоне частот 9,5-10,5 ГГц. Установлено, что наибольшее значение тангенса угла диэлектрических потерь и наименьшие значения диэлектрической
проницаемости имеют композиты АГЫ^Ю с частицами размером 5 мкм.
В качестве материалов, способных поглощать ЭМИ в широком диапазоне частот и мощностей и при этом обладают приемлемой стоимостью, могут
быть рассмотрены наноструктурированные композиционные радиопоглощающие материалы (НКРМ) на полимерной основе.
40 —I----------------------------------------------------------------------------------------'-1-1-■-1-1-■-к-■-г
Рис. 4. Зависимости поглощаемой СВЧ энергии от содержания в материале металлов
Для достижения максимальных
радиопоглощающих свойств НКРМ должны обладать структурой, соответствующей следующим условиям [8]:
1. наличие в полимерной матрице развитой электропроводящей наносети;
2. присутствие изолированных друг от друга наночастиц магнитного вещества;
3. обеспечение дополнительного ослабления ЭМИ за счет диэлектрических потерь;
4. наличие структурных элементов, способствующих образованию релеевских рассеивающих структур и зон, где происходит сложение волн в противофазе;
5. достижение минимальной разности волновых сопротивлений на границе НКРМ/воздух
Исследования авторов показали, что реализация вышеприведенных условий достигается путем ввода в полимерную матрицу углеродных нанотрубок (УНТ) и нановолокон (УНВ) интеркалированных наноферритами. В среднем поглощающая способность НКРМ содержащих интеркалированные УНТ и УНВ на 17-26% выше, чем НКРМ содержащих то же количество незаполненных УНТ и УНВ. При этом роль фазы, обеспечивающей диэлектрические потери выполняют незаполненные УНВ и УНТ микрообъемы полимерной матрицы с ярко выраженными свойствами диэлектрика. Для увеличения диэлектрических свойств
микрообъемов такой матрицы в нее дополнительно вводится нанонаполнители, например оксиды кремния или молибдена (рис.5).
Для более полной реализации 4-го условия целесообразна замена части УНВ и УНТ на металлические нанопроволоки (МНП). Такая замена почти не сказывается на суммарной электропроводящей способности наносети, и не приводит к существенному росту разности волновых сопротивлений на границе НКРМ/воздух, но резко увеличивает разность волновых
сопротивлений на границе наносеть/полимерная матрица.
Содержание оксида молибдена, %
Рис. 5. Рост диэлектрических потерь в зависимости от содержания в эпоксидной матрице оксида молибдена
В результате указанной замены в НКРМ возникают дополнительные релеевские рассеивающие зоны, что дополнительно увеличивает поглощающие способности НКРМ (рис. 6).
дот УН£ з5мемелн.1х на мнп (Ре),%
Рис. 6. Увеличение радиопоглощающих и радиоотражающих свойств при замене УНВ на МНП
Следует отметить, что создание материалов, эффективно поглощающих импульсные сигналы и волновые пакеты, сопряжено с серьезными трудностями. Поглощение электромагнитной волны сопровождается омическими или гистерезисными потерями. Практическое его использование для поглощения сигналов с относительно широкой полосой невозможно, в связи с неприемлемым увеличением толщины покрытия.
Особым классом радиопоглощающих материалов являются жидкие среды с потерями [10], которые могут быть реализованы на основе водных или неводных растворов, содержащих добавки для увеличения диэлектрических и магнитных потерь, проводимости, а также улучшения эксплуатационных характеристик готовых изделий. Использование в качестве основы такого вещества, как вода, имеет перспективы, обусловленные ее высокой диэлектрической проницаемостью (около 80) и соответственно диэлектрическими потерями,
возможностью введения различных добавок и синтеза частиц из растворимых солей.
Основной проблемой использования жидких сред является пространственная фиксация и стабилизация жидкости, сохранение ее свойств на весь период эксплуатации.
Были разработаны специальные конструкции трикотажных полотен и составы жидких растворов для формирования гетерогенных элементов радиопоглощающих материалов. Исследования влияния толщины и структуры волокнистой матрицы показали, что рабочий диапазон частот, в котором обеспечивается эффективное подавление ЭМВ, расширяется за счет формирования на поверхности полотен рассеивающих
неоднородностей пирамидальной формы (рис. 7).
Использование заполненных жидкостями пористых магнитных сред дает дополнительные возможности для варьирования спектров коэффициента отражения Я. Предложенный в работе [9] поглотитель на основе гексаферрита типа Со22 и водно-спиртовой смеси при комнатной температуре имеет коэффициент отражения ниже -10 дБ в диапазоне частот 2..40 ГГц. Показана возможность управления уровнем Я поглотителя за счет изменения температуры и состава жидкости.
а 6
Рис. 7. Структура (а) и внешний вид (б) полотна с псевдопирамидальными
неоднородностями на лицевой поверхности
В работе [9] получены образцы электропроводящих композиционных материалов на основе пенополиуретанов, представляющих собой вспененную структуру с открытыми порами с покрытием из ультрадисперсной графитовой композиции. Исследованы частотные зависимости комплексной проницаемости в диапазоне частот от
2 до 39 ГГц, показано, что они хорошо описываются дипольно-релаксационной моделью поляризации. Продемонстрирована возможность
прогнозирования свойств и разработки
сверхширокополосных радиопоглощающих
материалов.
Поглотители с геометрическими
неоднородностями имеют значительные размеры, по сравнению с плоскими ПЭВ, однако при этом обладают рядом достоинств. В поглотителях такого типа наиболее просто реализуется широкая рабочая полоса частот при малом коэффициенте отражения, они достаточно технологичны и обладают хорошими эксплуатационными характеристиками.
Использование многослойного покрытия из различных материалов позволяет расширить диапазон, оптимизировать покрытие по толщине. Это справедливо практически для поглотителей любых типов. В многослойных поглотителях электропроводность слоев (резистивных пленок) увеличивается по мере приближения к металлическому экрану. На рис. 8 приведена расчетная зависимость коэффициента отражения в диапазоне длин волн для структуры из четырех диэлектрических слоев и трех проводящих пленок, из которой следует, что отраженная энергия практически во всем диапазоне А0/А =1-4 составляет менее 1 % от падающей на структуру. Если увеличивать число слоев при соответствующем расширении диапазона, то по своим свойствам многослойные поглотители будут близки к поглотителям градиентного типа. При уменьшении расстояния между проводящими слоями верхняя граница частот будет смещаться.
1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0
Рис. 8. Зависимость коэффициента отражения для многослойного поглотителя от безразмерного параметра Ао/А
Для создания ШП поглотителей принципиально необходимо учитывать
дисперсионные свойства составляющих поглотитель слоев.
В работе [9] на основе формул Френеля предложена методика проектирования
многослойных поглотителей. Данная методика позволяет выполнить расчет оптимальных широкополосных поглотителей с учетом частотной дисперсии диэлектрической и магнитной проницаемостей материалов слоев. Нахождение оптимального поглотителя заключается в определении путем реализации процедуры направленного поиска, значений варьируемых параметров, минимизирующих целевую функцию при суммарной толщине слоев, меньше заданной.
В работе [12] показана принципиальная возможность создания на основе активных сложных сред высокоэффективных
радиопоглотителей, превосходящих по своим характеристикам обычные пассивные РПП. Предложены варианты двухслойных покрытий, в которых внутренний слой является пассивным (поглощающим), а внешний - активным (усиливающим) материалом, различающихся диапазоном и эффективностью коэффициента отражения. Синтез таких поглотителей проводился с помощью численной оптимизации свойств РПП для получения целевой функции, в качестве которой использовался максимальный коэффициент
отражения. Минимизацию коэффициента отражения проводили методом Недлера-Мида.
В работе [13] рассмотрены свойства нелинейных, усиливающих, активных и управляющих сложных сред с точки зрения использования их для создания тонких широкополосных радиопоглотителей. Показано, что разработка поглотителей подобного типа является альтернативой широко распространенной практике применения в качестве РПП материалов с высокими значениями магнитной и диэлектрической проницаемости и в перспективе позволит преодолеть ограничения, свойственные пассивным поглотителям.
В работе [12] предложен ряд вариантов реализации активных сред на основе нагруженных диполей, где в качестве дипольной нагрузки используется активное устройство-операционный усилитель. В экспериментальном исследовании свойства активного слоя промоделированы при помощи коаксиальной измерительной ячейки с помещенными в нее элементарным рассеивателем -катушкой. Нагрузкой для катушки служил операционный усилитель с обратной связью. Параметры схемы рассчитаны так, чтобы между принимаемой и переизлучаемой волнами возникал сдвиг фаз, необходимый для полного гашения отраженной волны. При помощи указанной структуры экспериментально получено снижение, равное -30 дБ на частоте 30 МГц, при толщине структуры 5 мм. Таким образом, толщина поглотителя составила 1/600 от длины волны.
Интересное решение широкополосного ПЭВ, предложенное Бессоновым И.Б., заключалось в том, что в структуру ПЭВ между диэлектрическими и магнитодиэлектрическими слоями размещаются частотно-селективные поверхности емкостного типа, выполненные в виде решеток с периодически расположенными проводящими элементами различной формы. Использование ЧСП позволяет расширить рабочий диапазон частот, так как появляется возможность одновременной реализации поглощения дифракции и
интерференции электромагнитной волны.
К особенно перспективным магнитным материалам следует отнести гранулированные материалы, представляющие собой
наноструктурный композит, в котором металлические ферромагнитные наночастицы (гранулы нанометрового размера с аморфной или кристаллической структурой) расположены в диэлектрической матрице. В настоящее время получены с помощью различных методов гранулированные структуры на основе кобальта, железа, никеля, аморфных сплавов Со с добавками Бе,Та, № и других металлов, ферритов, диспергированных как в неорганических средах, так и в органических матрицах- аморфном гидрогенизированном углероде. Магнитные свойства наноструктурированных композитов с концентрацией металлической фазы ниже порога перколяции существенно отличаются от свойств
аналогичных систем. Подбором концентрации металла и выбором технологических параметров можно добиться близких величин комплексной диэлектрической и магнитной проницаемости.
Таким образом, рассмотрены пути создания широкополосных ПЭВ, одним из которых является использование материалов с определенными законами дисперсии диэлектрической и магнитной проницаемостей. Выяснено, что в настоящее время наиболее широкополосными являются поглотители с комбинированным принципом действия.
Наиболее исследованными являются радиопоглотители с малым коэффициентом отражения на основе слоистых композитных материалов. На данный момент, они являются наиболее технологичными и дешевыми;
Показано, что для снижения веса широкополосных ПЭВ целесообразно использовать материалы с диэлектрическими потерями.
Для создания тонких поглотителей предпочтительно использовать материалы с магнитодиэлектрическими потерями,
позволяющими добиться коэффициента отражения не выше -10 дБ в достаточно широком диапазоне частот при толщине 1 мм.
Особое внимание уделено новому поколению материалов с регулируемыми в широких пределах электрическими и магнитными свойствами: проводящим полимерам, углеродным нанотрубкам, наноструктурным гранулированным композитам. Доказано, что на основе гранулированных наноструктур возможно создание магнитных материалов с близкими комплексными магнитной и диэлектрической проницаемостями при величине магнитных потерь, в несколько раз превышающих традиционных магнитных материалов. Эти материалы могут быть основой для создания эффективных широкополосных поглотителей электромагнитных волн толщиной долей миллиметра.
Литература
1. Казанцева Н.Е., Рывкина Н.Г., Чмутин И.А. Перспективные материалы для поглотителей электромагнитных волн сверхвысокочастотного
диапазона // Радиотехника и электроника- 2003.- Т. 48. №2. С.196-209.
2. Розанов К.Н.//РЭ.1999, Т.44.№5.С.526.
3. Wallace J.L. Broadband Magnetic Microwave Absorbers: Fundamental Limitations // IEEE Trans. Magn. -1993. - 29, №6, Pt 3. - P. 4209-4214.
4. Гарин Б.М., Дьяконова О.А., Казанцев Ю.Н. Физические свойства резистивных нитей и структур на их основе в СВЧ диапазоне// Журнал технической физики.-1999. Т. 69.Вып. 1.- С. 104-108.
5. Казанцев Ю.Н., Костин М.В., Крафтмахер Г.А. и др. Искусственный парамагнетик // Радиотехника и электроника. - 1994. - № 10. - С. 1652-1655.
6.Журавлев В.А., Сусляев В.И., Коровин Е.Ю., Доценко О.А. Радиопоглощающие свойства содержащих карбонильное железо композитов на СВЧ и КВЧ//Электронный научный журнал «Исследовано в России».- 2010.- №35. С.404-411.
7. Часных В.И., Фесенко И.П. Объемный поглотитель СВЧ-энергии на основе нитрида алюминия и карбида кремния// Материалы и технология изготовления приборов СВЧ.- 2008.- №2.
8. Кондратьев Д.Н., Журавский В.Г. Использование наноструктурных материалов для повышения надежности РЭА/Наноиндустрия.- 2008.- №4.
9.Воротницкий Ю.И. Оптимальное проектирование многослойных поглотителей электромагнитных волн // Болг . физ.ж. - 1987. - T.14, №4. - C. 378-385.
10.Л.М. Лыньков, В.А. Богуш, Т.В. Борботько, Е.А. Украинец, Н.В. Колбун Новые материалы для экранов электромагнитного излучения. Доклады Бгуир. -№3.2004. С.152-167.
11. Ponomarenko A.T., Ryvkina N.G., Kazantseva N.E. et al.//Proc. Of SPIE (Netwport Beach, Califomia).1999.V.3667.P.785
12.Розанов К.Н.. Преображенский Е.А. Синтез широкополосных радиопоглощающих покрытий на основе сложных сред, составленных из активных электрических диполей// Радиотехника и электроника, 2005.-Т.50. №7.- С.858-864.
13. Розанов К.Н. Преображенский Е.А. Применение нелинейных и активных материалов для создания широкополосных радиопоглотителей // Успехи современной радиоэлектроники.- 2003.- №3- С.26-40.
14.Бибиков С.Б., Смольникова О.Н., Прокофьев
М.В. Диэлектрические свойства и СВЧ-проводимость пористых радиопоглощающих материалов//
Радиотехника.- №3.- 2011 г.- С. 62-71.
Воронежский государственный технический университет
THE ANALYSIS OF PERSPECTIVE RADIO-ABSORBING MATERIALS A.F. Latypova, Yu.Ye. Kalinin
The radio-absorbing materials to create a broadband absorbers of electromagnetic waves are considered. The advantages and disadvantages of various types of absorbers with dielectric and magnetic losses are analyzed. Perspective directions of broadband radar absorbing materials are planned
Key words: radio-absorbing materials, permittivity, permeability
