DE1120529B

DE1120529B - Mikrowellenabsorber

Info

Publication number: DE1120529B
Application number: DEM37945A
Authority: DE
Inventors: Edward Bellamy Mcmillan
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1958-06-14
Filing date: 1958-06-14
Publication date: 1961-12-28

Description

DEUTSCHES

PATENTAMT

71

INTERNATIONALE KL.

GOIr; H04p

M37945IXd/21a⁴

ANMELDETAG: 14. JUNI 1958

BEKANNTMACHUNG DER ANMELDUNG UND AUSGABE DER AUSLEGESCHRIFT: 28. DEZEMBER 1961

Die Erfindung betrifft einen Mikrowellenabsorber, bestehend aus einer Trägerplatte mit zahllosen, aneinander angrenzenden, mit einer Absorptionsschicht bedeckten konischen Flächen, deren Spitzen annähernd in Richtung der ankommenden Wellen weisen.

An sich sind derartige Mikrowellenabsorber bekannt, bei denen durch die konischen Absorptionsflächen erreicht werden soll, daß infolge des in Welleneinfallsrichtung allmählich zunehmenden Querschnitts ein allmählicher elektrischer Übergang erfolgt, der etwaige Reflexionen verhindert. Diese Anschauung ist aber in der Praxis nicht zutreffend. Diese Anschauung setzt nämlich voraus, daß jede parallel zur Oberfläche gelegte Gesamtquerschnittsfläche in sich den ankommenden Wellen gegenüber als Kontinuum wirkt. Tatsächlich setzt sie sich aber aus zahllosen Ringen zusammen, die beim Schnitt der konischen Absorptionsflächen resultieren. Hieraus mag es sich erklären, daß die konischen Absorptionsflächen nach wie vor in gewissem Maße als Unstetigkeitsstellen wirken und Reflexionen bedingen.

Von dieser Erkenntnis ausgehend, ist auf Grund der Erfindung ein Mikrowellenabsorber geschaffen, welcher in bezug auf die Absorptionswirkung dadurch einen besonderen technischen Fortschritt erzielt, daß die Trägerplatte durch Wahl ihrer elektrischen Materialeigenschaften und ihrer Dicke als dielektrische Anpassungsschicht ausgebildet ist, die den Übergang der Wellen in die absorbierende Schicht erleichtert, und daß die konischen Flächen von der Rückseite her in die Trägerplatte hinein verlaufen.

Auf Grund der Erfindung ist ein weiterer Vorteil dadurch erzielt, daß die Außenfläche eben und glatt ist, ohne daß eine besondere, elektrisch neutrale Vergußmasse benötigt wird. An der Rückseite stören die konischen Hohlräume nicht.

Es ist zwar schon bekannt, bei wabenförmigen Absorbern ein dielektrisches Füllmaterial (ζ. B. Polystyrol-Schaumstoff) zu verwenden, das aber nicht dem besseren Übergang der Wellen in die absorbierenden Schichten dient, vielmehr in seinen elektrischen Eigenschaften denen der Luft möglichst weitgehend angeglichen, also elektrisch neutral sein soll. Das Füllmaterial soll dabei als Tragkörper wirken und den Absorber mechanisch stabil, wetterfest und schmutzabweisend gestalten. Auch ist es bekannt, bei Interferenzabsorbern (vergleiche z. B. die USA.-Patentschrift 2 527 918) die zylindrischen Vertiefungen, die zur Bildung interferierender Teilwellen führen sollen, mit dielektrischem Material auszufüllen. Interferenzabsorber haben aber bekanntlich die nachteilige Mikrowellenabsorber

Anmelder:

Edward Bellamy McMillan, Ipswich, Mass. (V. St. A.)

Vertreter: Dr. W. Germershausen, Patentanwalt, Frankfurt/M., Neue Mainzer Str. 49-51

Edward Bellamy McMillan, Ipswich, Mass.

(V. St. A.),
ist als Erfinder genannt worden

Eigenschaft großer Frequenzabhängigkeit, und das Füllmaterial dient hier zur Verringerung der Wellenlänge der eindringenden Strahlung und damit zur Verringerung der Ausmaße des Absorbers.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung einer

Ausführungsform eingehender beschrieben. Es zeigt Fig. 1 eine Draufsicht auf die Unterseite eines Teiles

eines Mikrowellenabsorbers gemäß der Erfindung, Fig. 2 eine Seitenansicht im Schnitt des Körpers gemäß Fig. I,

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht eines nicht reflektierenden Raumes mit teilweise weggebrochenen Seiten, welcher mit Absorbern gemäß der Erfindung verkleidet ist.

Wie Fig. 1 und 2 zeigen, ist der Mikrowellenabsorber 10 als eine Einheit gebaut, und er besteht aus einer Platte 12 eines Materials passender Dielektrizitätskonstante, welches den mechanischen Zweck erfüllt, einen Rohkörper für die Formgebung der die Strahlung absorbierenden Flächen 14 zu liefern und diese in der richtigen Lage in Bezug aufeinander und auf die einfallende Strahlung zu halten. Die Platte 12 dient auch dem elektrischen Zweck, die Impedanz des absorbierenden Körpers dem Wellenwiderstand des umgebenden Mediums anzupassen, um die Reflexion zu mindern und die Absorption zu erhöhen.

109 757/449

Claims

3 4

Die Platte 12 kann aus irgendeinem Material mit oder natürlichem oder synthetischem Kautschuk, z. B. passender Dielektrizitätskonstante bestehen. Diese Kautschuklatex, oder Lösungen von Harzen oder wird aber nicht über 2,6 liegen dürfen. Bevorzugte natürlichem und/oder synthetischem Kautschuk in Leichtbaustoffe sind Schaumstoffe, wie z. B. solche flüchtigen organischen Lösungsmitteln. Für bestimmte aus Isocyanat, geformtem oder verschäumtem natür- 5 Zwecke, wie z. B. zur Erzielung eines Überzuges mit lichem oder synthetischem Kautschuk, Holz oder etwas niedrigerer Dielektrizitätskonstante, kann das anderem Material. Wenn es nicht auf das Gewicht Bindemittel wie üblich verschäumt werden. Für die ankommt, können Stoffe, die nicht in Schaumform Dispersion im Bindemittel werden feinverteilte Teilchen vorliegen, wie z. B. natürlicher Kautschuk, Butyl- von Kohle, z. B. Graphit, bevorzugt. Es können aber kautschuk, Polyäthylen, Butadienstyrolkopolymere, io auch Teilchen von leitenden oder halbleitenden Polymethylmethakrylate, sich als geeignet erweisen. keramischen Stoffen, Eisenpulver oder Eisenwolle, Die Wahl des geeigneten Materials erfolgt auf Grund aminhaltige Vulkanisationsmittel für Kautschuk, nieder für den Verwendungszweck erforderlichen physi- dere Glykole und Alkylpolyolweichmacher verwendet kaiischen, mechanischen und chemischen Eigen- werden,
schäften. 15 Das Verhältnis von leitendem oder halbleitendem

Eine Fläche 17 der als Dielektrikum dienenden Stoff zum festen Bindemittel in der zur Erzeugung des

Platte 12 wird durch Bohren, Schneiden oder Ver- Überzuges 21 dienenden Flüssigkeit ist derart gewählt,

gießen in entsprechende Formen mit sich verjüngenden daß dieser den gewünschten Dämpfungsfaktor sowie

Bohrungen bzw. Vertiefungen versehen. Die kegel- eine Dielektrizitätskonstante erhält, die höher ist als

f örmigen Bohrungen 16 sind z. B. in der gewünschten 20 diejenige der Platte 12. Bezogen auf das Gewicht der

Form und Lage in Bezug aufeinander leicht mittels festen Bindemittel, enthalten brauchbare Gemische

einer Mehrspindelbohrmaschine zu erzeugen. Wie in 30 bis 120 Gewichtsprozent an leitenden oder halb-

Fig. 1 und 2 dargestellt wird, sind die in einer Fläche leitenden Stoffen.

der Platte 12 gebohrten konischen Vertiefungen 16 Zur Bildung eines nicht reflektierenden Raumes 30 mit in gleichem Abstand voneinander befindlichen 25 gemäß Fig. 3 werden Mikrowellenabsorber 10 derart Zentren derart angeordnet, daß sie, wie bei 18 gezeigt aneinandergereiht, daß ihre Kanten sich berühren, so wird, längs der Reihen leicht überlappen und nur noch daß sich den Raum 30 umschließende Flächen, d. h. kleine Flächen 20 der ursprünglichen Plattenfläche Wände, Decken und Boden, ergeben, wobei die übriglassen. Die Tiefe der Bohrungen bzw. Ver- Flächen 22 der Körper 10 dem Rauminneren zutiefungen 16 ist nicht wesentlich geringer als ein Drittel 30 gekehrt sind. Strahlung, die in diesem Raum erzeugt der Wellenlänge im impedanzanpassenden Material. wird, tritt durch die Flächen 22 des dielektrischen Die Hälfte des Spitzenwinkels der Bohrungen sollte Materials 12 in die Absorber ein und gelangt an die nicht wesentlich größer sein als der Winkel, welcher Oberflächen der Energie absorbierenden Körper 14. dem Einfallswinkel der Strahlung komplementär ist. Von irgendeinem Punkt des Raumes 30 ausgehende Dieser Winkel ist definiert als Winkel zwischen der 35 Strahlung fällt auf die verschiedenen Flächen desselben Einfallsrichtung der Strahlung und der Lotrechten unter verschiedenen Winkeln ein. Infolge ihres Aufauf der Platte, die die Vertiefungen trägt. Während baus aus einer impedanzanpassenden Schicht, d. h. bei der dargestellten Ausführungsform die Bohrungen der Platte 12 des Dielektrikums, welche der einvon gleicher Größe und regelmäßig angeordnet sind, fallenden Strahlung unmittelbar ausgesetzt ist, und der ist es auch möglich und in einigen Fällen wünschens- 40 Unterfläche aus elektrische Energie absorbierenden wert, solche vorzusehen, deren Durchmesser und An- Körpern (den konischen Körpern 14), welche der Ordnung in Richtung quer zur einfallenden Strahlung einfallenden Strahlung schräge Flächen zukehren, zufallsmäßig sind. absorbieren die Mikrowellenabsorber die über einen

Auf den Wänden der Bohrungen bzw. Vertiefungen 16 großen Bereich von Winkeln einfallende Strahlung,

in der dielektrischen Platte 12 ist eine Lage 21 eines 45 Im Raum kann das für die Platten 12 verwendete

Energie absorbierenden Materials von relativ hoher Dielektrikum für Boden, Wände und Decke gleich

Dielektrizitätskonstante angebracht. Hierzu wird in oder verschieden sein. Es kann z. B. das Dielektrikum

bekannter Weise eine flüssige Dispersion oder eine der Platten 12 für den Boden aus dichterem, festerem

Lösung eines nichtleitenden Bindemittels und feiner Kunstharzschaum bestehen als der für Wände und

Teilchen eines halbleitenden oder leitenden Stoffes 50 Decke. Auch können in einem Teil des Raumes

durch Versprühen, Aufpinseln oder Tauchen gleich- biegsame und im anderen starre Platten verwendet

mäßig auf die ganze Oberfläche aufgebracht, wo sie werden.

erstarrt. Der Überzug bzw. die Schicht 21 besteht Der Raum 30 kann auf verschiedene Art und Weise

dann aus leitenden oder halbleitenden, von dem ausgekleidet werden. Die Platten 12 werden entweder

nichtleitenden Bindemittel gehaltenen Teilchen. Diese 55 durch Kleben oder mechanisch an den Wänden eines

Schicht wird von der Wand der Platte getragen und bereits vorhandenen Raumes befestigt. Eine weitere

entspricht genau der Form der Bohrungswände. Von Ausführungsalternative besteht darin, die Platten 12

der gegenüberliegenden, der Strahlung ausgesetzten durch Bretter versteift an einer Rahmenkonstruktion

Seite 22 der Platte 12 aus gesehen, weist die Platte eine zu befestigen.
Unterfläche aus einem elektrische Energie absor- 60
bierenden Material in Form von konischen, die

Strahlung absorbierenden Körpern 14 auf. PATENTANSPRUCH·

Die verschiedensten flüssigen Dispersionen und
Lösungen von im wesentlichen nichtleitenden Harzen

oder Kautschukarten können als Überzüge bzw. als 6g Mikrowellenabsorber, bestehend aus einer Träger-Belag für die Wände der Vertiefungen 16 des Mikro- platte mit zahllosen, aneinander angrenzenden, wellenabsorbers dienen. Als geeignete Bindemittel mit einer Absorptionsschicht bedeckten konischen seien genannt: wäßrige Dispersionen von Harzen Flächen, deren Spitzen annähernd in Richtung

der ankommenden Wellen weisen, dadurch gekenn zeichnet, daß die Trägerplatte durch Wahl ihrer elektrischen Materialeigenschaften und ihrer Dicke als dielektrische Anpassungsschicht ausgebildet ist, die den Übergang der Wellen in die absorbierende Schicht erleichtert, und daß die konischen Flächen von der Rückseite her in die Trägerplatte hinein verlaufen.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschrift G 16855 VIIIa/21a⁴

(bekanntgemacht am 20. 9. 1956);
USA.-Patentschriften Nr. 2 464 006, 2 527 918;
Beschreibung der wetterfesten »Radex«-Breitband-

Absorber für Zentimeterwellen, Firmenprospekt der Werner Genest Ges. für Isolierungen m. b. H., Stuttgart-Degerloch, Löwenstraße 100.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen