חומר סופג רדיו: תיאור, מאפיינים, יישום

2024 מְחַבֵּר: Howard Calhoun | [email protected]. שונה לאחרונה: 2023-12-17 10:27

רמת הפיתוח הנוכחית של מכשירי הנדסת רדיו והשימוש הנרחב בהם העלו את נושאי ההגנה האלקטרומגנטית והבטיחות על סדר היום. עד לא מזמן, רובד הבעיות הזה נותר בצל, שכן הרמה הטכנולוגית לא אפשרה להתייחס אליהן לפרטי פרטים. אבל היום יש כיוון שלם לפיתוח חומרים בולמי מכ ם (RPM), שיש להם מגוון מטרות.

היקף של RPM

הצורך להשתמש בחומרים מסוג זה מתעורר במתחם הצבאי-ביטחוני, בתעשייה האזרחית, בפתרון בעיות אופייניות בפיתוח מכשירים רדיו-אלקטרוניים וכו'. אבל מערכות מיגון וכלי אבטחה הם עדיין הכי רלוונטי מבחינת בקשה ב-RPM. יתרה מכך, לא מדובר בהכרח בתסביך צבאי-טכני. בולמי רדאר מודרנייםחומרים נשלטים בהצלחה בנישה של מערכות מחשב המעבדות מידע עם חיבור של אמצעי הגנה מפני גישה לא מורשית. חפצים ממקור ביולוגי מוגנים אפוא מפני השפעות אלקטרומגנטיות, והפחתת פגיעות המכ"ם היא הכרח עבור מגוון רחב של יחידות אזרחיות וצבאיות. דבר נוסף הוא שאופי השימוש והמאפיינים של סל"ד ספציפיים בכל מקרה עשויים להיות שונים באופן ניכר.

מה זה RPM?

ניתן להגדיר סוג זה של חומרים באמצעות היכולת של ההרכב והמבנה של המוצר להבטיח את ספיגת האנרגיה האלקטרומגנטית בטווח תדרים מסוים. דורות חדשים של סל"ד זמינים יותר לשינויים מבחינת יכולתם להמיר גלים נספגים לסוגים מסוימים של אנרגיה. בתהליך זה נצפות בנוסף לספיגה גם תופעות כמו הפרעות, פיזור ודיפרקציה. באשר לייצור חומרים סופגי רדיו, הם מבוססים על חלקיקים של פרומגנט. הם משמשים כחומרים סופגים בטווח רחב, היוצרים שכבת בידוד על פני מוצר המטרה ביחס לגלים אלקטרומגנטיים. במקרה זה, תנאי מוקדם לבסיס המבני של המבודד חייב להיות נוכחות של דיאלקטרי לא מגנטי. על בסיס זה, מתפתחים שינויים שונים ב-RPM. לדוגמה, בנוסף למבנה של פרומגנטים, ניתן לכלול אלמנטים של פיח או גרפיט, הפועלים כמובולמים. בייצור סל"ד בטווח צר, הדגש הוא גם על שימוש בגומי או פלסטיק.

ההבדל בין חומרים סופגי מכ"ם לציפויים

אין הבחנה קפדנית, מבחינת ביצועים, בין חומרים וציפויים למטרה זו, אך עצם המכניקה של הייצור והטיפול הנוסף מחייבת להבחין בין אמצעי הבידוד הללו. בפרט, אם ניתן לכלול חומרים בבסיס המבני ואפילו היסודי של מוצר היעד, הרי שהציפויים פועלים רק כשכבת עזר על פני השטח, מבלי לבצע משימות בעלות אופי שונה. בחלקם יש גם הבדלים ביכולות הקליטה, אך גורם זה מותנה למדי. בהתאם למבנה, החומר הסופג מכ"ם עשוי להראות הצלחה מסוימת כמכשיר בולם מיקרוגל, אך בכל מקרה, יכולת זו תהיה אופיינית רק לטווח מוגבל. לדוגמה, כיום יש ספקטרום קרינה של תחנות מכ"ם שבאופן עקרוני אינן זמינות ל"עיבוד" של סל"ד.

מאפיינים טכניים ותפעוליים של RPM

החומרים מגוונים למדי בעיצוב ובמבנה שלהם, ובכל זאת ישנם מדדי ביצועים ממוצעים לקבוצות המבוססות ביותר של RPM. המאפיינים הבסיסיים המשקפים ערכים אלה כוללים:

• אורך גלי העבודה - מ-0.3 עד 25 ס"מ.
• ספקטרום תדר ההפעלה הוא מ-300 עד 37,500 מגה-הרץ.
• חדירות מגנטית - מ-1, 26 עד 10-6 H/m.
• טווח טמפרטורות פעולה - מ-40 עד 60 מעלות צלזיוס.
• משקל - כ-200-300 גרם לכל 1 מ"ר

יש לקחת בחשבון שלא כל חומר יכול לשמור על מאפייני הביצועים לעיל בתנאי שימוש חיצוניים קשים. במובן זה, אנו יכולים לייחד את החומר הסופג רדיו מסוג Ternovnik מסוג שטיח, שנמצא בשימוש נרחב על ידי מפעלים רוסים בתעשיות שונות. מבחינתו, אין כמעט הגבלות על פעולה בתנאי אקלים קשים. בנוסף, חומר זה עמיד בפני שחיקה מכנית ושומר על יכולת בידוד עצמים ללא קשר לצורתם ולשטחם.

זנים של RPM

למרות שכרגע אין הבחנה ברורה בקטע RPM, ניתן להבחין בקטגוריות הבאות של חומר זה על תנאי:

• תהודה. נקראים גם מכווני תדר - הם מסוגלים לספק נטרול מלא או חלקי של הגל הנקלט. היעילות נקבעת ישירות על ידי עובי המוצר המגן.
• מגנטי לא מהדהד. יש להם פריט במבנה שלהם, שחלקיקיו מופצים בשכבת האפוקסי. החומר הסופג מכ"ם מגנטי מסוגל לפזר את האנרגיה המוקרנת על פני שטח גדול, מה שמאפשר להגיע לנטרול בטווח תדרים רחב.
• נפח לא מהדהד. ככלל, הם שכבות עבות של מבודדים שסופגים את עיקר הקלטקרינה לפני שהיא משתקפת מלוח המתכת האחורי.

תכונות של סל"ד על אבקות פרומגנטיות

מעין ציפוי בעל יכולת קליטת רדיו, המכיל מיקרוספירות מפוזרות עם חלקיקי ברזל פריט או קרבוניל. בתהליך הקליטה של קרינה בתדר גבוה באבקה נוצרות רעידות מולקולריות המעוררות שחרור חום. אותה אנרגיה נגזרת שמתפזרת או מועברת למבנה אגירה סמוך. עקרון פעולה דומה מצוין ביריעות של גומי ניאופרן. חומר זה עובד על עיקרון הפסדים מגנטיים, אך מכיל במבנה שלו חומר מילוי מוצק יותר של פריט וגרפיט.

Foam RPM

קבוצה מיוחדת של סל"ד המשמשת למיסוך לטווח ארוך של אובייקטים חשובים. סוג זה של חומר מבוסס על קצף פוליאוריטן. השימוש בו מוצדק בעובדה שהמוצר הסופי מקבל ממדים קטנים ומסה צנועה עם מגוון רחב למדי של פעילות ספיגה עד לספקטרום הדצימטר. למרות שחומרי הגלם יקרים יותר במקרה זה, לחומרים סופגי מכ"ם ולציפוי קצף מיסוך על בסיס פוליאוריטן יש יתרונות ביצועים משמעותיים:

• מאפייני חוזק גבוה בהשוואה לחומרי מים-פולימר דומים.
• לשמור על איכויות הסוואה ללא הגבלת זמן.
• פחות דרישות אחסון לרכיבים.
• כיסויי מיסוך קצףבאופן עקרוני, הם מאופיינים בהדבקה גבוהה, מה שמרחיב את אפשרויות היישום שלהם למגוון רחב של משטחים.

התפתחויות מקומיות בהכנסה לאלף הופעות

מומחים רוסים עובדים בכמה תחומים של יצירת RPM, אך יש להפנות חומרים המבוססים על ננו-מבנים לאזורים המבטיחים ביותר. את הרעיון הזה, במיוחד, שולט מכון המחקר פריט-דומן, שפיתח שורה שלמה של סרטים דקים סופחי רדיו העשויים מפחמן מוקשה עם ננו-אלמנטים. היתרונות של חומרים קולטי רדיו מתוצרת רוסית המבוססים על חלקיקים בעלי ננו-מבנה כוללים יכולת ספיגה מוגברת הפועלת בספקטרום התדרים הרחב במיוחד של 7-300 גיגה-הרץ. כמו כן, יחד עם עמידות בחום וחוזק מכני, מפתחים מציינים את הידידותיות הסביבתית והטכנולוגיה נטולת הפסולת לייצור חומרים כאלה.

מסקנה

למרות הרחבת קטע ה-RPM הכללי, עדיין מוקדם לדבר על תקני פיתוח מבוססים וסטנדרטיים עבור סוג זה של חומרים. הדבר נובע במידה רבה מהסודיות שבה נאלצים לעבוד חוקרים בתחום זה, אך ישנן גם בעיות הקשורות למורכבות הטכנולוגית של הפיתוח. השגת חומרים סופגי רדיו חדשים ומבטיחים כיום היא בלתי אפשרית ללא שימוש בחומרי גלם חדשניים. טכנולוגיים גם עובדים באופן פעיל על שיטות מדויקות ויעילות יותר של הערכת יכולת ספיגה, מה שמשפר את היכולת לזהות סל ד חדשים. ועל רקע זהבאופן הגיוני, חומרי קליטת רדיו המבוססים על אותם פריטים, שכבר הפכו למסורתיים, מאבדים את הרלוונטיות שלהם.