DE3938299A1

DE3938299A1 - Struktur zur Absorption von elektromagnetischen Wellen

Info

Publication number: DE3938299A1
Application number: DE3938299A
Authority: DE
Inventors: Olivier Sagnes; Dominique Broussoux; Rene Clement; Jocelyne Criton; Francois Henry
Original assignee: Thomson CSF SA
Current assignee: Thales SA
Priority date: 1988-11-18
Filing date: 1989-11-17
Publication date: 1993-10-28
Also published as: GB8925693D0; SE505057C2; FR2688345B1; GB2264589B; SE8903839L; SE8903839D0; FR2688345A1; GB2264589A

Description

Die Erfindung betrifft eine Struktur zur Absorption von elektromagnetischen Wellen.

Bekannte Techniken zur Gewinnung von absorbierenden Schich ten bestehen im allgemeinen darin, eine leitfähige Befrach tung (aus Metall, Kohlenstoff, elektroaktivem Polymer) in Form eines Pulvers oder von Fasern und/oder eine magnetische Befrachtung (z. B. aus Ferrit) mit einem makromolekularen Bindemittel vom Vonyltyp, Epoxydtyp oder Polyurethantyp zu vermischen. Bei diesen absorbierenden Schichten wird dann angestrebt, den Prozentsatz an mineralischen Befrachtungs stoffen in der Polymermatrix zu optimieren, um die Perkola tionsschwelle zu erreichen, welche die maximale Absorption ergibt, ohne jedoch den Reflexionsgrad gegenüber der auf treffenden elektromagnetischen Welle durch eine zu große Steigerung der dielektrischen und magnetischen Eigenschaften zu vergrößern. Eine homogene Verteilung der Befrachtungs stoffe, die oft nur mit Schwierigkeiten und großem Aufwand erzielt werden kann, gewährleistet die Beherrschung und die Reproduzierbarkeit der Eigenschaften dieser Stoffe. Diese Stoffe sind aber mit dem Mangel behaftet, daß sie, wenn so wohl magnetische als auch dielektrische Eigenschaften ange strebt werden, schwer sind (mehr als 10 kg/m²) und folglich wenig geeignet für Fluganwendungen sind.

In jüngster Zeit konnte bei Arbeiten einerseits an Struktur materialien, die aus mineralischen Befrachtungsstoffen zu sammengesetzt sind, und andererseits an Werkstoffen, deren Befrachtungsstoffe aus leitfähigen Polymeren zusammengesetzt sind, experimentell gezeigt werden, daß ein ideales absor bierendes Material für den Frequenzbereich 2 bis 18 GHz fol gende Eigenschaften aufweisen muß:

- eine Dicke von 2 bis 3 mm;
- eine Leitfähigkeit zwischen 10^-2 und 1 Ω-1·cm^-1;
- eine Permittivität von nicht mehr als 5 Einheiten;
- ε′=µ′ und ε′′=µ (worin ε′ und ε′′ der Realteil und Ima ginärteil der komplexen dielektrischen Permittivität des absorbierenden Materials ist, während µ′ und µ′′ der Real teil und der Imaginärteil der komplexen dielektrischen Permeabilität ist).

Leitfähige Polymere (Polymere, die durch Dotierung halblei tend und leitend geworden sind) sind seit 1977 mit dem Er scheinen des Polyacetylens bekannt. Innerhalb von weiteren zehn Jahren sind zahlreiche weitere leitfähige Polymere be kannt geworden, wie die Polythiophene, Polyparaphenylene, Polyaniline, Polypyrrole usw., deren Leitfähigkeit bis nahe zu in den Bereich des Kupfers gesteigert werden konnte. Die se Polymere, die im allgemeinen aufgrund der Enddotierung zeitlich unstabil sind, werden vollkommen stabil, wenn sie in eine organische Gastmatrix eingedrungen sind, da dann die Paarung zwischen Polymer und Dotierstoff vor Luftkontakt ge schützt ist (die heterozyklischen Polymere sind von Natur aus sehr viel stabiler als das Polyacetylen). Die so gewon nenen Stoffe haben eine Dichte in der Nähe von 1, was etwa 2 kg/m² für eine Dicke von 2 mm entspricht. Ihre Zubereitung auf elektrochemischem Wege macht sie relativ homogen, denn die Matrixinterpenetration erfolgt auf molekularem Niveau. Überdies kann die Leitfähigkeit dieser Stoffe leicht gesteu ert werden, einerseits durch die Art des leitfähigen Poly mers und andererseits durch die Elektropolymerisationszeit in der Gastmatrix.

Wenn die Durchdringung oder Interpenetration auf elektroche mischem Wege erfolgt, beobachtet man ferner einen sehr star ken Leitfähigkeitsgradienten über die Dicke des Gastpolymers mit einem Wert bis zu 10⁵. Der Anmelderin ist es bereits ge lungen, die Synthese von substituierten oder nicht substi tuierten Polythiophenen und von Polybithiophen durchzufüh ren, die eine Matrix interpenetrieren, die aus einem Styrol- Butylacrylat-Copolymer in Latexform gebildet ist. Die Kennt nisse von der Latexsynthese, vom Mechanismus der Koaleszenz schritte und seiner Steuerung haben die Anmelderin in die Lage versetzt, die hohe Porosität auszunutzen, welche in Filmen oder Dünnschichten auftritt, die aus diesen Stoffen gebildet werden, um darin leitfähige Polymere wachsen zu lassen. Das Verfahren nach den französischen Patentanmeldun gen 87.10 877 und 87.10 878 umfaßt zwei Schritte:

- einen ersten Schritt, in dem der Polymerfilm aus einer wäßrigen Latexsuspension gebildet wird, entweder durch einfaches Verdampfen des Wassers oder durch elektrischen Niederschlag auf einem Träger, der als Elektrode dienen kann;
- einen zweiten Schritt (nach dem Aufquellen des auf der Elektrode abgelagerten Films bei Filmen einer Dicke von mehr als 200 µm), bei welchem die Elektropolymerisation des leitfähigen Polymers durch die filmbildende Matrix hindurch erfolgt, die im ersten Schritt erzeugt wurde.

Die Synthese erfolgte überwiegend bei substituierten oder nicht substituierten Polythiophenen, bei Polybithiophenen und Polypyrrolen. Die durchsetzten Filme weisen bei einer Dicke von beispielsweise 200 um eine relativ wenig leitfähi ge Fläche (von 10^-3 bis 10^-5 Ω^-1·cm^-1) und eine weitere Oberfläche auf, die mit der Elektrode in Kontakt ist und ihrerseits eine hohe Leitfähigkeit (in der Größenordnung von 1 Ω^-1·cm^-1) aufweist. Die Unsymmetrie, die das elektrische Feld zwischen den Elektroden bei der Elektropolymerisation erzeugt, führt zur Gewinnung eines Films, dessen Impedanz in dem Maße, wie man von der Grenzfläche zwischen Luft und Po lymer, wo keine Leitfähigkeit besteht (die durch das Mikros kop beobachteten Ladungen sind gut voneinander getrennt und zeigen nur ein "fraktales" Gitter) zur Grenzfläche zwischen Polymer und Elektrode übergeht, wo die Leitfähigkeit im Be reich der Halbleiter liegt (von 1 bis 10 Ω^-1·cm^-1 bei Anwen dung der Vierpunktmethode), eingestellt werden kann.

Seit 1987 wurden Untersuchungen zur Verwendung von makro molekularen Latizes mit leitfähigen Polymeren durchgeführt. Diese Studien betreffen die elektrochemische Synthese des leitfähigen Polymers in Anwesenheit einer Latexsuspension (siehe z. B. die Veröffentlichung von S.J. JASNE und C.K. - CHIKLIS, Synth. Met., Nr. 15, 1986, S. 175, Titel "Electro chemical polymerization of pyrrole in the presence of latexes" und die Veröffentlichung von A. YASSAR, J. RONCALI und F. GARNIER in Pol. Commun., 1986, S. 1293). Bei einer solchen Synthese gewinnt man entweder ein auf der Elektrode abgela gertes Magma, oder aber ein Wachstum von leitfähigem Polymer um die Latexteilchen herum.

Die Synthese von in Emulsion stabilisierten leitfähigen Po lymeren (Polypyrrol, in colloidaler Emulsion durch ein Poly vinyl-Polymer stabilisiert) ist gleichfalls bereits gelungen (Veröffentlichung von R.B. BJORKLUND und B. LIEDBERG in J. Chem. Soc. Chem. Commun. 1986, S. 1293, Titel "Electri cally conducting composites of colloidal polypyrrole and methylcellulose" und S.P. ARMES und B. VINCENT in J. Chem. Soc. Chem. Commun. 1987, S. 283, Titel "Dispersion of elec trically conducting polypyrrole particles in aqueous media"). Man gelangt so zu einer stabilen Dispersion mit umhüllten Teilchen, woraus ein Pulver mit einer Leitfähigkeit von 1,5 Ω^-1·cm^-1 gewonnen werden kann.

In allen Fällen sind aber die nach diesen jüngsten Studien gewonnenen Stoffe nicht filmbildend und stehen als Schichten erst nach Anwendung eines Preßvorganges zur Verfügung.

Um zu einem im Mikrowellenbereich absorbierenden Stoff zu gelangen, dessen Absorptionseigenschaften dem Ideal nahekom men und dessen Eigenschaften oben angegeben sind, wobei die ser Stoff von den obengenannten Mängeln frei sein soll, wird eine neuartige absorbierende Struktur vorgeschlagen, deren Aufbau auf einer zweckmäßigen Anordnung von leitfähigen Schichten auf der Grundlage von leitfähigen Polymerfilmen beruht. Die erfindungsgemäße absorbierende Struktur ist eine Zuordnung dieser zusammengesetzten Filme zu einem zellenför migen Abstandshalter, beispielsweise in Bienenwabenform. Die so erzielte Struktur soll als Absorptionsmaterial im Mikro wellenbereich dienen, insbesondere bei Anwendungen, die ein Gewicht von weniger als 2 kg/m² erfordern. Die zusammenge setzten leitfähigen Polymerfilme besitzen einen einstellba ren Impedanzgradienten. Die geeignete Wahl der Flächen von niedriger und von hoher Impedanz (Kontakt mit Luft oder mit Metall) ermöglicht es, die elektromagnetische Welle in den Hohlräumen des bienenwabenförmigen Abstandshalters gefangen zuhalten und so eine starke Absorption in einem breiten Fre quenzband zu bewirken.

Durch die Erfindung wird somit eine elektromagnetische Wellen absorbierende Struktur geschaffen, die dadurch gekennzeich net ist, daß sie wenigstens ein Element umfaßt, welches als zellenförmiger Abstandshalter ausgebildet ist und zwischen zwei Filmen eingefügt ist, die über ihre Dicke hinweg einen Gradienten der elektrischen Leitfähigkeit aufweisen.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung mehrerer Ausführungsformen und aus der Zeichnung, auf die Bezug genommen wird. In der Zeich nung zeigen:

Fig. 1 eine Schnittansicht einer erfindungsgemäßen absorbierenden Struktur;

Fig. 2 eine Detailansicht eines Elementes einer er findungsgemäßen absorbierenden Struktur;

Fig. 3 bis 12 Diagramme, welche die Amplitude und Phase bei den erfindungsgemäßen absorbierenden Strukturen zeigen; und

Fig. 13 bis 15 Ausführungsvarianten der erfindungsgemäßen absorbierenden Struktur.

Die Fig. 1 zeigt im Querschnitt eine erfindungsgemäße absor bierende Struktur. Diese Struktur ist aus einem zellenförmi gen Abstandshalter 1 zwischen zwei Filmen oder Dünnschichten 2, 3 gebildet, die über ihre Dicke hinweg einen Gradienten der Leitfähigkeit aufweisen. Die über die Dicke dieser Filme eingezeichneten Pfeile sollen andeuten, daß die elektrische Leitfähigkeit von links nach rechts in der Zeichnung zunimmt. Die Struktur ist so ausgelegt, daß die Außenseite des Films 3 gegen die metallische zu schützende Wandung angelegt ist, wobei die auftreffende elektromagnetische Welle die absor bierende Struktur auf der Außenseite des Films 2 erreichen soll. Für jeden Film gelangt man somit progressiv von einer isolierenden Fläche zu einer leitfähigen Fläche.

Der zellenförmige Abstandshalter, der in Fig. 1 im Quer schnitt gezeigt ist, ist eine Platte, deren Aussparungen durch die Zellen gebildet sind. Diese Zellen können ver schiedene Form aufweisen. Sie können im Querschnitt kreis rund, quadratisch, dreieckförmig usw. sein. Vorzugsweise sind sie sechseckförmig, so daß der Abstandshalter bienenwa benförmig ist. Diese Form verleiht dem Abstandshalter und somit der absorbierenden Struktur eine bessere mechanische Festigkeit. Fig. 2 ist eine Ansicht eines solchen Abstands halters auf eine seiner Hauptflächen.

Der Abstandshalter kann aus einem Aramidharz (aromatisches Polyamid), das mit Epoxydharz imprägniert ist, gebildet sein. Die Dicke des Abstandshalters liegt in der Größenordnung einer Viertelwellenlänge des zu absorbierenden Signals.

Die Filme 2 und 3, die mit einem Gradienten der elektrischen Leitfähigkeit behaftet sind, können Filme aus Styrol/Butyl acrylat-Latex sein (55 Gew.% Styrol bei 45 Gew.% Acrylat), eine Dicke von 120 µm aufweisen und von Polypyrrol interpe netriert sein. Die Herstellung dieser Filme kann gemäß der Lehre in den französischen Patentanmeldungen 87.10877 sowie 87.10878 erfolgen. Der Dotierstoff zur Elektropolymerisation, welcher für die Leitfähigkeit der Filme verantwortlich ist, kann Tetraethylammonium-hexafluorophosphat (C₂H₅)₄ N⁺ PF₆⁻ sein. Die am Ende der Beschreibung angefügte Tabelle 1 gibt als Funktion der Frequenz f die Werte der Dielektrizitätskon stanten (Permittivität) ε′ und ε′′ und der elektrischen Leit fähigkeit σ für einen solchen Film an.

Unter Berücksichtigung des Leitfähigkeitsgradienten, der über die Dicke des Filmes im Verlaufe der elektrochemischen Synthese auftritt, werden diese leitfähigen Filme in solcher Weise aufgeklebt, daß sie eine wenig leitfähige Fläche (die also am wenigsten reflektiert) der auftreffenden Welle zu kehren und eine sehr viel stärker leitfähige Fläche der Me talloberfläche zuwenden, auf welcher die absorbierende Struk tur angebracht wird.

Das Aufkleben der Filme auf dem Abstandshalter erfordert einen besonderen Klebstoff. Die Verwendung herkömmlicher Klebstoffe, in denen Lösungsmittel vom Typ Aceton oder Acetat verwendet werden, beeinträchtigt nämlich die Eigenschaften des zusammengesetzten leitfähigen Films. Ein zweckmäßiger Klebstoff besteht aus einer wäßrigen Polyurethanemulsion, die vorzugsweise, massebezogen, auf 33% eingestellt ist.

Messungen, die an den erfindungsgemäßen absorbierenden Struk turen vorgenommen wurden, erfolgten für einen Frequenzbe reich von 9 bis 18 GHz und einen Einfallswinkel von 30 bis 120°. Als Funktion der Fläche, welche der auftreffenden Wel le durch die absorbierende Struktur dargeboten wird, wurden gemessen:

- der Reflexionskoeffizient der auf dem Metall aufgebrach ten Struktur;
- der Reflexionskoeffizient der auf Plexiglas aufgebrachten Struktur;
- der Transmissionskoeffizient der Struktur.

Die Fig. 3 und 4 zeigen Diagramme für die Amplitude A und die Phase ϕ als Funktion der Frequenz und für eine durch die absorbierende Struktur reflektierte Welle, wobei die Elemen te der Struktur oben definiert sind (Dicke des Abstandshal ters von 10 mm). Bei der Aufnahme dieser Diagramme war die absorbierende Struktur in solcher Weise angeordnet, daß die freie Fläche des Films 3 sich mit einer metallischen Ober fläche in Berührung befindet. Die Reflexion der Welle erfolgt unter 30°.

Die Fig. 5 und 6 zeigen Diagramme für die Amplitude und Phase der durch die absorbierende Struktur reflektierten Welle. Bei der Aufnahme dieser Diagramme war die absorbie rende Struktur in solcher Weise angeordnet, daß die freie Fläche des Films 2 (isolierende Fläche) sich in Berührung mit einer metallischen Oberfläche befindet. Die Reflexion der Welle erfolgt unter 30°.

Die Fig. 7 und 8 zeigen Diagramme für Amplitude und Phase einer durch die absorbierende Struktur hindurchgetretenen Welle, die auf der Seite des Films 2 eintritt.

Die Fig. 9 und 10 zeigen die Diagramme für Amplitude und Phase der an einer Struktur reflektierten Welle, wobei diese Struktur nicht einen, sondern zwei übereinanderliegende Ab standshalter aufweist, so daß die Filme 2 und 3 einen Ab stand von 20 mm voneinander aufweisen. Die freie Fläche des Films 3 befindet sich in Berührung mit einer metallischen Oberfläche. Die Reflexion der Welle erfolgt unter 30°.

Die Fig. 11 und 12 zeigen Diagramme für Amplitude und Phase der an einer Struktur nach Fig. 1 reflektierten Welle. Bei der Aufnahme dieser Diagramme war die absorbierende Struktur in solcher Weise angeordnet, daß die freie Fläche des Films 3 sich mit dem Plexiglas in Berührung befindet. Die Reflexion der Welle erfolgt unter 30°.

Aus diesen Messungen können mehrere Feststellungen abgelei tet werden. Das durch die erfindungsgemäße Struktur gebilde te System verhält sich wie ein Salisbury-Schirm, mit einem Absorptionsband, welches von der Dicke des Abstandshalters abhängt, und einer Phase, die für maximale Absorption durch 0° verläuft. Die erzielte Bandbreite beträgt 7 GHz bei 10 dB Absorption.

Je nach der Fläche, die der auftreffenden Welle zugewandt ist, variiert der Reflexionskoeffizient für die Reflexion an dem Metall zwischen dem Einfachen und dem Zweifachen, was die Wichtigkeit des Impedanzgradienten innerhalb der Filme für das Reflexionsvermögen des Systems erkennen läßt.

Die Ergebnisse für die Reflexion an Plexiglas zeigen deut lich, daß der Film schwach reflektiert, denn man findet -8 dB minimale Absorption über die gesamte Bandbreite. In diesem Falle zeigt die Phase bei 120° deutlich die Funktion des Ab standshalters, den die zellenförmige Platte bildet. Gegen über den Ergebnissen für Reflexion an Metall verliert man etwa 20 dB Absorption, weil der so gebildete Schirm nicht als Salisbury-Schirm wirkt, denn die Welle wird nicht im Verlaufe mehrfacher Reflexionen über die Dicke und an der metallischen Oberfläche absorbiert.

Die erfindungsgemäße absorbierende Struktur ist besonders leicht (weniger als 1 kg/m²), und das zentrale Maximum der Absorption kann als Funktion hauptsächlich der Dicke des Ab standshalters verlagert werden.

Die Ausbildung der absorbierenden Struktur kann in verschie dener Form erfolgen. Es werden nun einige Herstellungsver fahren beschrieben, die sich von dem oben angegebenen Ver fahren unterscheiden. Diese Verfahren können miteinander kombiniert werden.

Eines der Verfahren besteht darin, koaleszenzfähigen Latex in Anwesenheit des zellenförmigen Abstandshalters abzulagern und zu einem Film zu formen. Nach geeigneter Vorbereitung der Elektrodenoberfläche für die Elektropolymerisation (d. h. nach einer Oberflächenbearbeitung zur Erzielung einer guten Haftfähigkeit des abzulagernden Films) wird der zellenförmi ge Abstandshalter aufgelegt. Es ist vorteilhaft, als Elek trode ein Glas zu verwenden, das ein Zinn/Indium-Oxidgemisch enthält und eine überaus glatte Oberfläche aufweist. Der La tex wird dann entweder manuell (durch Zerstäuben) oder auf dem Weg der Elektrophorese aufgebracht. Anschließend erfolgt die Elektropolymerisation. Die Elektrode dient dabei als Anode. Die Zelle für die Elektropolymerisation kann auch eine Kalomel-Elektrode sowie eine Gegenelektrode aufweisen, die aus einem Platindraht besteht. Die Zelle ist mit einem Lösungsmittel wie Acetonitril angefüllt, worin das auf elek trischem Wege niederzuschlagende Monomer aufgelöst ist. In das Lösungsmittel ist auch das Dotiermittel für die Elektro polymerisation eingebracht. Der Latex wird auf den Wänden der Zellen und auf dem Boden derselben, d. h. auf der Elek trode aufgebracht. Es wurde beobachtet, daß der Latex unter den Wandungen der Zellen infiltrieren kann, um die Elektrode nahezu vollständig zu bedecken. Man gelangt so zu einem Ab standshalter, der auf einer Fläche mit einem Film versehen ist, der mit einem Leitfähigkeitsgradienten behaftet ist. Eine Klebung ist entfallen. Der so aufgebrachte Latex be deckt die Wandungen der Zellen des Abstandshalters teilweise. Die gesamte Einheit zeichnet sich durch einen starken Zusam menhalt aus. Die anschließend durchgeführte Elektropolymeri sation tendiert im Falle des Polybithiophens und des Poly pyrrols dazu, einen Film mit einem Leitfähigkeitsgradienten zu liefern, der die Wandungen bedeckt.

Ein weiteres Verfahren besteht darin, daß der Abstandshalter entweder mit leitfähiger Tinte oder mit einem leitfähigen Polymer imprägniert wird. Die so leitfähig gemachten Wandun gen der Zellen ermöglichen es, die Resonanzerscheinungen für die auftreffende elektromagnetische Welle zu verbessern und die Absorption folglich zu steigern. Wenn das den Abstands halter bildende Material auf Papierbasis beruht, kann dem Zellulosematerial ein Oxidationsmittel vom Typ FeCl zugefügt werden, und anschließend wird Polypyrrol in flüssiger Form oder Dampfform aufgebracht, um anschließend zu polymerisie ren. Das Monomere kann auch in das Papier eingearbeitet sein (da es sich um einen porösen Körper handelt) und in einem geeigneten Milieu auf chemischem oder elektrochemischem Wege polymerisiert werden. Wenn das Material, woraus der Abstands halter gebildet ist, ein solches auf Aramidharzbasis, mit Epoxydharz imprägniert, ist, so kann für das Imprägnieren ein Polyurethankleber in wäßriger Emulsion verwendet werden, der auf 33% massebezogen eingestellt ist, indem eine leitfä hige Befrachtung zugefügt wird, die auf Ruß oder aufleitfä higem Polymerpulver basiert.

Eine Ausführungsvariante besteht darin, daß die Zellen des Abstandshalters mit Latex (z. B. durch Zerstäuben) aufgefüllt werden und anschließend die Elektropolymerisation durchge führt wird, um dem Film eine bessere mechanische Festigkeit zu verleihen.

Eine weitere Ausführungsform besteht darin, magnetischen Latex oder Ferrit in Schichtform zu verwenden (z. B. durch Zerstäuben aufgebracht), wobei diese Schicht auf der zu schützenden Metallwandung und/oder im Inneren des Abstands halters angebracht wird, um der absorbierenden Struktur ma gnetische Eigenschaften zu verleihen.

Die Fig. 13 zeigt eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen absorbierenden Struktur. Man erkennt den Abstandshalter 10 und die zwei zusammengesetzten Filme 11, 12 aus leitfähigem Polymer, die mit dem Abstandshalter durch Harzkleberschich ten 13 bzw. 14 verklebt sind. Eine weitere Haftschicht 15 ermöglicht es, die Struktur auf dem zu schützenden Metall teil 16 aufzukleben. Eine dielektrische Schicht 17 ist auf dem Film 11 angebracht, um eine bessere Impedanzanpassung und einen Schutz der Struktur vor Umgebungseinflüssen zu er möglichen. Die Schicht 17 kann aus einem organischen Dielek trikum, einem Lack oder verstärkenden Polymeren bestehen. Es kommt auch in Betracht, den Abstandshalter zwischen Film schichten anzuordnen, wobei die Anzahl von Filmen pro Schicht größer als zwei ist und ihre Anzahl für jede Schicht nicht unbedingt dieselbe ist. Wie bei dem in Fig. 14 gezeigten Fall kann die Ausbildung in solcher Weise erfolgen, daß die Leit fähigkeitsgradienten vom Anfang bis zum Ende jeder Schicht zunehmen.

Ausgehend von der in Fig. 1 gezeigten absorbierenden Struk tur können weitere Strukturen als vielschichtige Systeme konzipiert werden. Insbesondere können zwei Grundstrukturen miteinander verklebt werden. Der Gedanke besteht darin, die Resonanzfrequenzen im Inneren der Struktur zu vervielfachen und die Dämpfung bei der Reflexion zu steigern.

In Fig. 14 ist der Abstandshalter 20 ersichtlich, welcher zwischen Verbundfilmen aus leitfähigem Polymer eingefaßt ist. Der Unterschied gegenüber den zuvor beschriebenen Strukturen besteht darin, daß auf jeder Seite des Abstandshalters 20 zwei Filme 21, 23 sowie 22, 24 vorgesehen sind. Der Zweck besteht darin, den Leitfähigkeitsgradienten mit Hilfe von zwei Schichten zu modulieren, wovon die eine einen kleinen Leitfähigkeitsgradienten und die andere, an sie angefügte, einen größeren Gradienten aufweist. Die Filme 21 und 24 wei sen also größere Leitfähigkeitsgradienten als die Schichten 23 und 22 auf. Die Schicht 25 ist eine Anpassungsschicht einer Dicke von 0,05 bis 0,1 mm. Mit 26 ist das abzuschir mende Metallteil bezeichnet, worauf die absorbierende Struk tur befestigt ist. Die Klebschichten zwischen den verschie denen Elementen, welche die Struktur bilden, sind nicht dar gestellt. Theoretische Berechnungen zur Optimierung der Re flexions- und Absorptionskoeffizienten zeigen die Wirksamkeit dieser Aufeinanderfolge von Filmen. Beispielsweise haben die Filme eine Dicke von 0,1 bis 0,3 mm, und der Abstandshalter ist 5 bis 10 mm dick.

Bei der in Fig. 14 gezeigten Struktur ist die Anordnung der Leitfähigkeitsgradienten gegenüber der auftreffenden Welle dieselbe wie bei der in Fig. 1 gezeigten Struktur. Bei der Ausführungsform nach Fig. 15 ist aber die Anordnung der Leit fähigkeitsgradienten unterschiedlich. Hier wird eine Ausdeh nung des Absorptionsbandes mittels eines vielschichtigen Systems angestrebt, welches die Resonanzfrequenzen verviel facht. Der Abstandshalter 30 ist auf einer Seite zwischen einer Schicht aus den Filmen 31 und 32 und der anderen Seite einer Schicht aus den Filmen 33, 34 eingefaßt. Die Pfeile zeigen, in welchem Sinne die Leitfähigkeitsgradienten vari ieren. Die Dicke der Filme und die Größe der Gradienten kön nen bei allen Filmen gleich sein. Wie bei den zuvor beschrie benen Ausführungen ist die Schicht 35 eine Anpassungsschicht von 0,05 bis 0,1 mm Stärke. Die verschiedenen Elemente sind miteinander durch nicht gezeigte Klebschichten verklebt, de ren Dicke 0,05 mm betragen kann. Beispielsweise können die leitfähigen Polymerfilme 0,1 bis 0,3 mm Dicke und der Ab standshalter eine Dicke von 5 bis 10 mm aufweisen. Mit 36 ist das abzuschirmende Metallteil bezeichnet, woran die ab sorbierende Struktur befestigt ist.

Indem die Leitfähigkeitsgradienten für die Filme beider seits des Abstandshalters entgegengesetzt angeordnet werden, schafft man mehrere Möglichkeiten für die Resonanzen in den verschiedenen Richtungen, die bei verschiedenen Frequenzen wirksam sein können.

Tabelle I

Claims

1. Absorbierende Struktur für elektromagnetische Wellen, dadurch gekennzeichnet, daß sie wenigstens ein Element auf weist, das aus einem zellenförmigen Abstandshalter (1) ge bildet ist, der zwischen zwei Filmen (2, 3) eingefaßt ist, die über ihre Dicke hinweg mit einem Gradienten der elektri schen Leitfähigkeit behaftet sind.

2. Struktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstandshalter bienenwabenförmig strukturiert ist (Fig. 2).

3. Struktur nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstandshalter aus mit Epoxydharz imprägnier ten Aramidfasern gebildet ist.

4. Struktur nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge kennzeichnet, daß der Abstandshalter elektrisch leitfähig ist.

5. Struktur nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstandshalter durch eine leitfähige Tinte, ein leitfä higes Polymer oder Ruß leitfähig gemacht ist.

6. Struktur nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge kennzeichnet, daß die Filme aus Styrol/Butylacrylat-Latex gebildet sind, das von durch Dotierung leitfähig gemachtem Polypyrrol interpenetriert ist.

7. Struktur nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge kennzeichnet, daß die Filme ferner magnetische Eigenschaften aufweisen.

8. Struktur nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge kennzeichnet, daß ihr eine magnetische Schicht zugeordnet ist.

9. Struktur nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch ge kennzeichnet, daß wenigstens einer der Filme mit dem Ab standshalter durch einen Kleber verklebt ist, der aus einer waßrigen Polyurethanemulsion besteht.

10. Struktur nach einem der vorstehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß der Abstandshalter (10) zwischen zwei Filmen (11, 12) eingefaßt ist und der Gradient der elektrischen Leitfähigkeit der Filme in Ausbreitungsrichtung einer auftreffenden elektromagnetischen Welle zunimmt.

11. Struktur nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch ge kennzeichnet, daß der Abstandshalter (20) zwischen zwei Film schichten (23, 21 und 22, 24) eingefaßt ist und der Gradient der elektrischen Leitfähigkeit der Schichten in Ausbrei tungsrichtung einer auftreffenden elektromagnetischen Welle zunimmt.

12. Struktur nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch ge kennzeichnet, daß der Abstandshalter (30) zwischen zwei Film schichten (32, 31 und 33, 34) eingefaßt ist und die Filme für jede Schicht in solcher Weise angeordnet sind, daß bei Übergang von einem Film (32, 33) zu einem daran angrenzenden Film (31, 34) Gradienten der elektrischen Leitfähigkeit von entgegengesetzten Vorzeichen angetroffen werden.

13. Struktur nach einem der vorstehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß eine dielektrische Schicht (17), welche die Impedanzanpassung und den Schutz verbessert, auf der Struktur befestigt ist.