DE1591244B2

DE1591244B2 - Gegenueber elektrischen mikrowellen reflexionsarmes verbundelement

Info

Publication number: DE1591244B2
Application number: DE19671591244
Authority: DE
Inventors: Viktor DipL-Phys. 6202 Wiesbaden-Biebrich Linowitzki
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1967-10-28
Filing date: 1967-10-28
Publication date: 1972-04-13
Also published as: DE1591244A1; BE722948A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein gegenüber elektrischen Mikrowellen reflexionsarmes Verbundelement, bestehend aus mehreren dielektrischen Kunststoffschichten, deren elektrischer Verlustfaktor tg<5 in Fortpflanzungsrichtung der auftreffenden Welle durch in der Menge zunehmende Einlagerung von Stoffen hohen Verlustfaktors in den Schichten zunimmt.

Voraussetzung für reflexionsarme Wände, wie sie zur Abschirmung gegenüber ultrakurzen elektrischen Wellen (Mikro- oder Radarwellen, Wellenlänge etwa 2 bis 60 cm) erforderlich sind, wäre, daß das Material eine möglichst kleine Dielektrizitätskonstante ε in Verbindung mit einem großen Verlustfaktor tg δ hat. Bei den verschiedenen in Frage kommenden Materialien liegen die Verhältnisse jedoch so, daß Stoffe mit kleinem ε auch kleine Verlustfaktoren besitzen.
Die ersten reflexionsarmen Schutzschichten dieser

ίο Art wurden aus Paraffin mit eingelagertem feinverteiltem Carbonyleisen hergestellt. Es ist weiterhin bekannt, Wände aus Gasbeton herzustellen, dem gegebenenfalls verlusterzeugende Stoffe zugemischt sind und dessen Luftgehalt in Fortpflanzungsrichtung der auftreffenden Welle abnimmt. Derartige Wände können zwar auf dem Bausektor eingesetzt werden, sind jedoch beispielsweise zur Tarnung für militärische Objekte, z. B. Schiffe, Flugkörper u. dgl. wegen ihrer Starrheit und dem hohen Gewicht wenig geeignet.

Zur Abschirmung von Mikrowellenlabors ist es weiterhin bekannt, die Wände mit einer Pyramidenstruktur aus reflexionsarmem Material auszustatten, eine Ausführungsform, die wiederum für Anwendungen im Freien wenig geeignet ist.

Zum Stand der Technik gehören auch reflexionsarme Absorber, die aus geschäumtem Material bestehen, in das leitfähiges Pulver eingearbeitet ist. Die einzelnen Schichten besitzen dabei unterschiedliche elektrische Leitfähigkeit und/oder unterschiedliche Dielektrizitätskonstanten. Es sind weiterhin Schaumstoffkörper als Wandelemente, insbesondere aus Polyurethanharz, bekannt, wobei der Raum zwischen den Absorptionskörpern vollständig mit einem Kunstharzhartschaum niedrigen Reflexionsgrades ausgefüllt ist. Die beiden zuletzt genannten Elemente besitzen den Nachteil, daß sie infolge ihrer vorgegebenen Struktur einem zu tarnenden Element nur bedingt anpaßbar sind.

Es stellte sich somit die Aufgabe, ein flexibles und somit in der Anpassung an das zu schützende Objekt variables reflexionsarmes Verbundelement zu schaffen, das besonders leicht und damit in der Handhabung einfach ist, das die Vorteile der Pyramidenstrukturen mit denen einer glatten Wand verbindet und bei dem die Absorption der ankommenden Welle wesentlich erhöht ist und das die Nachteile der bekannten Elemente nicht aufweist.

Gelöst wird die vorstehend genannte Aufgabe durch ein gegenüber elektrischen Mikrowellen reflexionsarmes Verbundelement, bestehend aus mehreren dielektrischen Kunststoffschichten, deren elektrischer Verlustfaktor tg δ in Fortpflanzungsrichtung der auftreffenden Welle durch in der Menge zunehmende Einlagerung von Stoffen hohen Verlustfaktors in den Schichten zunimmt, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die Schichten aus ungeschäumten, flexiblen Kunststoff-Folien, insbesondere aus Polyolefinen, bestehen, deren Einlagerungen an Stoffen mit hohem Verlustfaktor so angeordnet sind, daß eine Pyramiden- oder ähnliche Struktur mit Spitze in Richtung auf die einfallende Welle entsteht.

Alternativ ist die Aufgabe auch dadurch zu lösen, daß das Verbundelement dadurch gekennzeichnet ist, daß die Schichten aus ungeschäumten, flexiblen Kunststoff-Folien, insbesondere aus Polyolefinen, bestehen, wobei zwischen den Schichten zusätzlich Beläge von mit hohem Verlustfaktor ausgestatteten

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Stoffen derart angeordnet sind, daß eine Pyramiden- sen, beliebige andere zusätzliche Einlagerungen, oder ähnliche Struktur mit Spitze in Richtung auf die z. B. schräge Flächen innerhalb des Verbundes

einfallende Welle entsteht. (F i g. 4), auszubilden.

Mit dem erfindungsgemäßen Verbundelement wird In weiterer Ausbildung bestehen die Kunststoffeine verbesserte Absorption erreicht, wobei durch die 5 schichten mindestens zu einem Teil aus durchloch-

Flexibilität ein weites Anwendungsgebiet geschaffen ten Folien, deren Löcher mit Metallteilen, vorzugs-

wurde. weise Eisen, Eisenpulverpasten oder verlustreichen

Da die Kunststoffschicht eine möglichst kleine Kunststoffkörnern in entsprechenden Dosierungen

Dielektrizitätskonstante haben soll, kommen neben gefüllt sind. Lochdurchmesser und/oder Lochdichte

Polyäthylen viele weitere Materialien in Frage, wie io sind hierbei ebenfalls variierbar. Derartige Schichten

beispielsweise ganz allgemein Polykohlenwasserstoffe, werden vorteilhafterweise insbesondere auf der dem

insbesondere Polypropylen. Jedoch sind auch andere eintreffenden Strahl gegenüberliegenden Seite des

Kunststoffe wie Polyvinylchlorid, Polytetrafluoräthy- Verbundelementes angeordnet,

len, Polyamide, Polyester, Polycarbonate und andere Nach einer zweckmäßigen Ausbildung der Erfin-

sowie deren Mischpolymerisate gut geeignet. Sofern ε 15 dung können Metalldrahtnetze oder Netze aus metal-

größere Werte annimmt, kann das Material auf der lisierten Fäden aus Natur- oder Kunststoff, die eine

einfallenden Wellenfront abgewandten Seite an- Dosierung durch Variation der Maschengröße erlau-

geordnet werden. Polyäthylen mit ε = 2,2 und ben, eingelagert werden. Auch hier soll vorzugsweise

tg δ — 2 ■ 10~⁴ hat den Vorteil, daß diese Daten in ein merklich schlechter leitendes Material, z. B. Eisen

einem sehr großen Frequenzbereich konstant sind. 20 oder Stahl, verwendet werden. Solche Schichten

Die Kunststoffschichten sind gemäß der Erfindung bringt man vorzugsweise auf der Rückseite des Ver-

in besonders einfacher Weise in Form von Folien bundes, die dem zu schützenden Gegenstand zu-

übereinandergebracht, so daß ein Verbundelement gekehrt ist, an.

hoher Flexibilität erhalten wird, dessen Eigenschaften Die Herstellung des Verbundkörpers erfolgt nach durch Auswahl der entsprechenden Kunststoffe den 25 den in der einschlägigen Technik bekannten Verfahvielfältigsten Anwendungsformen angepaßt werden ren, wobei die Folien, z. B. durch Wärmeeinwirkung kann. Bei Verwendung von Folien der Dicken von oder Einwirkung von Lösungsmitteln, verklebt oder etwa 100 μΐη bis zu etwa 3 mm ist die Möglichkeit durch Schweißnähte zu einem einheitlichen Vergegeben, den Verlustfaktor hinreichend kontinuierlich bundkörper vereinigt werden.

zu verändern, was eine besonders hohe Absorption 30 Neben einer Herstellung als ebene Platten kann

der Wellen erlaubt. das Verbundelement gemäß der Erfindung in beson-

Die den Kunststoffschichten beigefügten Stoffe ders vorteilhafter Weise als ganz oder teilweise vorhohen Verlustfaktors, die entweder in die Schichten geformter Körper hergestellt werden. Das Ver- oder zwischen die Schichten eingelagert werden, be- bundelement ist daher besonders zur Tarnung von stehen aus Graphit, Carbonyleisen, Metalloxyden 35 militärischen Objekten, z. B. U-Booten, Schiffen, oder auch Kunststoffpulver mit entsprechendem Tankanlagen, Pipelines u. dgl. geeignet, wobei das Verlustfaktor. In F i g. 1 ist ein bekanntes Verbund- Verbundelement unter Umständen einen Teil der element dargestellt, bei dem der Zusatz von pulver- Hüllenstabilität, z. B. bei Flugkörpern, übernehmen förmigem Material innerhalb der dargestellten kann. Die Herstellung beliebig gekrümmter Flächen Schichten in Richtung auf die von oben eindringende 40 ist nach den in der einschlägigen Technik üblichen elektromagnetische Welle zunimmt. Verfahren ohne weiteres möglich.

In Anpassung an die Bedürfnisse der Praxis, die Abgesehen von diesen verarbeitungstechnisch eine mehr oder weniger starke Absorption in be- wichtigen Vorteilen, ist das Verbundelement wittestimmten Wellen- und Frequenzbereichen fordert, rungsbeständig, leicht zu reinigen und bietet Staubkann das Verbundelement abgewandelt werden. So 45 teilchen keine Möglichkeit zur Ablagerung, so daß können beispielsweise die Schichten einen zusatz- es den bisher bekannten offenen Pyramidenstrukturen liehen Belag (F i g. 2) oder Einlagerung (F i g. 3) von überlegen ist. Wie bereits erwähnt, sind auch die verlusterzeugenden Stoffen in Pyramidenstruktur Abschirmeigenschaften durch die Möglichkeit eines erhalten. nahezu kontinuierlichen Übergangs der einzelnen

Für Spezialfälle hat es sich als zweckmäßig erwie- 50 Schichten sehr gut.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Gegenüber elektrischen Mikrowellen reflexionsarmes Verbundelement, bestehend aus mehreren dielektrischen Kunststoffschichten, deren elektrischer Verlustfaktor tg <5 in Fortpflanzungsrichtung der auftreffenden Welle durch in der Menge zunehmende Einlagerung von Stoffen hohen Verlustfaktors in den Schichten zunimmt, dadurchgekennzeichnet, daß die Schichten aus ungeschäumten, flexiblen Kunststoff-Folien, insbesondere aus Polyolefinen, bestehen, deren Einlagerungen an Stoffen mit hohem Verlustfaktor so angeordnet sind, daß eine Pyramiden- oder ähnliche Struktur mit Spitze in Richtung auf die einfallende Welle entsteht.

2. Gegenüber elektrischen Mikrowellen reflexionsarmes Verbundelement, bestehend aus mehreren dielektrischen Kunststoffschichten, deren elektrischer Verlustfaktor tg δ in Fortpflanzungsrichtung der auftreffenden Welle durch in der Menge zunehmende Einlagerung von Stoffen hohen Verlustfaktors in den Schichten zunimmt, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichten aus ungeschäumten, flexiblen Kunststoff-Folien, insbesondere aus Polyolefinen, bestehen, wobei zwischen den Schichten zusätzlich Beläge von mit hohem Verlustfaktor ausgestatteten Stoffen derart angeordnet sind, daß eine Pyramiden- oder ähnliche Struktur mit Spitze in Richtung auf die einfallende Welle entsteht.

3. Verbundelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffschichten aus durchlochten Folien bestehen, deren Löcher mit verlusterzeugenden Stoffen gefüllt sind.

4. Verbundelement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Lochdurchmesser und/ oder die Lochdichte der Schichten abgestuft sind.

5. Verbundelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen oder in den Kunststoffschichten zusätzlich Metalldrahtsiebe verschiedener Maschenweite eingebettet sind.

6. Verbundelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Stoffe mit hohem Verlustfaktor Graphit, Carbonyleisen, Kunststoffpulver hohen Verlustfaktors in den Schichten enthalten sind.

7. Verbundelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß es als Teil, insbesondere als Außenfläche des zu schützenden Objektes ausgebildet ist.