Interferenzabsorber für Funkwellen Zusatz zum Patent 977 523 Das Hauptpatent
977 523 betrifft einen Interferenzabsorber für Funkwellen, der auf einer stark reflektierenden
Unterlage aufgebracht ist. Hierbei wird die Interferenz der elektromagnetischen
Wellen ausgenutzt, und zwar derart, daß die an der Oberfläche reflektierte Welle
in Amplitude und Phase entgegengesetzt gleich sein muß der Amplitude und Phase der
Welle, welche aus der Hochfrequenz-Werkstoffschicht reflektiert austritt. Normalerweise
hat hierbei die Hochfrequenz-Werkstoffschicht die Stärke eines Viertels der Wellenlänge
im Hochfrequenzwerkstoff, wobei diese Wellenlänge A einem Bruch gleicht, der aus
der ursprünglichen Wellenlänge und der Wurzel aus absoluter Dielektrizitätskonstante
mal Permeabilität, letzte beide bezogen auf den Wert r, gebildet ist. Zusätzlich
müssen die anomalen Verluste der Hochfrequenz-Werkstoffschicht durch Streuung und
Beugung bzw. Mehrfachreflexion innerhalb der Schicht berücksichtigt werden, damit
Phasen und Amplituden übereinstimmen. Um tatsächlich gleiche Amplituden der interferierenden
gegenphasigen Teilwellen herbeizuführen, sind beim Interferenzabsorber des Hauptpatents
der Werkstoff und die Oberfläche so gewählt, daß die Gleichung
erfüllt ist, wobei 8E = dielektrische Verluste, magnetische Verluste, u = Permealibität,
s = Dielektrizitätskonstante bedeutet.
Technisch ist es an sich
außerordentlich schwierig, exakt diejenigen Verluste zu erreichen, welche theoretisch
gefordert werden. Insbesondere bei sehr dünnen Schichten, welche entweder auf die
reflektierende Unterlage aufgespritzt oder auf einer Kunststoffbasis und/oder anorganischen
Basis aufgebaut werden sollen, ist es sehr schwer, niedrige Verluste zu erreichen.
Mindestens liegen die Verluste für dünne Schichten zu hoch. Es wurde deshalb im
Hauptpatent vorgeschlagen, zur Erfüllung der genannten Gleichung nicht nur den Werkstoff
entsprechend zu wählen, sondern auch durch eine entsprechende Oberflächengestaltung
den Effekt der Streuung mit auszunützen, so daß ein Teil der zu hohen Amplitude
oder ein Teil derjenigen Wellen, deren Phase entgegen der Phase der an der Oberfläche
reflektierten Wellen ist, durch die starke Streuung beseitigt werden.Interference absorber for radio waves Addendum to patent 977 523 The main patent 977 523 relates to an interference absorber for radio waves, which is applied to a highly reflective base. Here, the interference of the electromagnetic waves is exploited in such a way that the wave reflected on the surface must be equal in amplitude and phase in opposite directions to the amplitude and phase of the wave which emerges reflected from the high-frequency material layer. Normally, the high-frequency material layer has the thickness of a quarter of the wavelength in the high-frequency material, this wavelength A being like a fraction formed from the original wavelength and the square root of the absolute dielectric constant times the permeability, the latter both related to the value r. In addition, the anomalous losses of the high-frequency material layer due to scattering and diffraction or multiple reflection within the layer must be taken into account so that the phases and amplitudes match. In order to actually bring about the same amplitudes of the interfering antiphase partial waves, the material and the surface of the interference absorber of the main patent are chosen so that the equation is fulfilled, where 8E = dielectric losses, magnetic losses, u = permeability, s = dielectric constant. From a technical point of view, it is extremely difficult to achieve exactly those losses which are theoretically required. In particular in the case of very thin layers, which are either sprayed onto the reflective base or are to be built up on a plastic and / or inorganic base, it is very difficult to achieve low losses. At least the losses are too high for thin layers. It was therefore proposed in the main patent not only to choose the material to meet the above equation, but also to use the effect of scattering by means of an appropriate surface design, so that part of the excessively high amplitude or part of those waves whose phase opposes is the phase of the waves reflected on the surface, which remove strong scattering.
Erfindungsgemäß wird zwischen die eigentliche, stark absorbierende
Hochfrequenz-Werkstoffschicht und den reflektierenden Untergrund eine phasendrehende
Schicht gelegt, welche die von der Hochfrequenz-Werkstoffschicht bewirkte Phasendrehung
auf den erforderlichen Wert ergänzt.According to the invention, between the actual, highly absorbent
High-frequency material layer and the reflective underground a phase-rotating
Layer placed, which caused the phase rotation caused by the high-frequency material layer
added to the required value.
Damit entfällt die scharfe Bedingung, daß die Hochfrequenz-Werkstoffschicht
allein die Eigenschaften besitzen muß, daß Phase und Amplitude der aus ihr herauskommenden
Welle entgegengesetzt gleich sind denen der an der Oberfläche reflektierten Welle.This eliminates the strict condition that the high-frequency material layer
only must have the properties that the phase and amplitude of the emanating from it
The opposite waves are equal to those of the wave reflected on the surface.
Es läßt sich immer für einen vorgegebenen Verlust eine Schichtdicke
der phasendrehenden Schicht derart finden, daß die Phase der Welle richtig liegt.
Hierbei ergibt sich, daß die Dicke der absorbierenden Hochfrequenz-Werkstoffschicht
kleiner als
wird.For a given loss, a layer thickness of the phase-rotating layer can always be found in such a way that the phase of the wave is correct. The result is that the thickness of the absorbing high-frequency material layer is less than will.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform soll die phasendrehende Schicht
möglichst niedrige Verluste haben und eine Dielektrizitätskonstante von annähernd
i besitzen. Sobald die Verluste der eigentlichen absorbierenden Hochfrequenz-Werkstoffschicht
nicht mehr als 2o bis 50% von den theoretisch geforderten Verlusten abweichen, kann
auch der phasendrehende Untergrund etwas größere Verluste besitzen und seine Dicke
dadurch reduziert werden, daß er Zuschlagstoffe enthält, die anorganischer und organischer
NatuY sein können. Soll die Dielektrizitätskonstante möglichst niedrig sein, dann
ist es zweckmäßig, die phasendrehende Schicht porös zu gestalten, was durch schäumende
Beimengungen, z. B. Verbindungen, welche leicht Gase, z. B. Kohlensäure, abgeben,
erreicht werden kann. Bei höherer Dielektrizitätskonstante bestehen die Zuschlagstoffe
am besten aus Eisenpulvern, deren Korngröße zwischen o,oi und ioo#t beispielsweise
schwanken, oder Ferriten, Titanaten, Rußen, Graphit und Metallpulver, wie Aluminium,
Beryllium, Zink, Kupfer u. ä., wobei auch bei diesen Stoffen die Korngröße zwischen
o,oi und ioo#L variieren kann. Allgemein sind leitende Körper geeignet, die in dieser
Korngröße hergestellt werden können. Die Zuschlagstoffe sind in ihrem prozentualen
Anteil so zu bemessen, daß die entsprechenden Hochfrequenzverluste unter denjenigen
der absorbierenden Hochfrequenz-Werkstoffschicht bleiben.According to a preferred embodiment, the phase-rotating layer should
Have the lowest possible losses and a dielectric constant of approximately
i own. As soon as the losses of the actual absorbent high-frequency material layer
may not deviate from the theoretically required losses by more than 2o to 50%
The phase-rotating subsoil also has somewhat greater losses and its thickness
are reduced by the fact that it contains aggregates that are more inorganic and organic
NatuY can be. If the dielectric constant is to be as low as possible, then
it is useful to make the phase-rotating layer porous, which is due to foaming
Additions, e.g. B. Compounds which easily gases, e.g. B. carbonic acid, give off,
can be reached. If the dielectric constant is higher, the additives exist
preferably from iron powders with a grain size between o, oi and ioo # t, for example
fluctuate, or ferrites, titanates, carbon black, graphite and metal powder such as aluminum,
Beryllium, zinc, copper and the like, although the grain size of these substances is between
o, oi and ioo # L can vary. In general, conductive bodies are suitable for use in this
Grain size can be produced. The aggregates are in their percentage
Proportion to be measured so that the corresponding high frequency losses among those
the absorbent high-frequency material layer remain.
In der Praxis kommt es sehr häufig vor, daß durch die Maßnahme eines
Oberflächennetzwerkes oder durch die phasendrehende Schicht wohl die Phase der aus
der Hochfrequenz-Werkstoffschicht herauskommenden Welle richtig liegt, daß aber
die Absorption so stark ist, daß die Amplitude zu niedrig ist. Damit bleibt eine
Restreflexion an der Oberfläche übrig. Vorzugsweise wird die Restreflexion an der
Oberfläche dadurch herabgesetzt, daß auf diese Oberfläche eine sehr dünne Entspiegelungsschicht
aufgetragen wird, deren Eigenschaften so bemessen werden, daß an der Oberfläche
der gesamten Hochfrequenz-Werkstoffschicht ein keflexionsminimum entsteht. Diese
Schicht ist ähnlich einer Entspiegelungsschicht, wie sie von optischen Linsen her
bekannt ist. Grundsätzlich sind hierfür alle Stoffe geeignet, die gewisse Bedingungen
erfüllen können. Der Brechungsexponent dieser Hochfrequenz-Entspiegelungsschicht
muß nämlich ungefähr gleich sein der Wurzel des mittleren Brechungsexponenten der
gesamten Schicht, bestehend aus phasendrehender Schicht und absorbierender Hochfrequenz-Werkstoffschicht.In practice it happens very often that by the measure one
Surface network or through the phase-rotating layer probably the phase of
the wave coming out of the high-frequency material layer is correct, but that
the absorption is so strong that the amplitude is too low. That leaves one
Residual reflection left on the surface. The residual reflection is preferably at the
Surface reduced by a very thin anti-reflective coating on this surface
is applied, the properties of which are measured so that on the surface
the entire high-frequency material layer creates a reflection minimum. These
The layer is similar to an anti-reflective layer as used in optical lenses
is known. In principle, all substances are suitable for this that meet certain conditions
able to fulfill. The refraction exponent of this high-frequency anti-reflective coating
must be approximately equal to the root of the mean refraction exponent of
entire layer, consisting of phase-rotating layer and absorbing high-frequency material layer.
Im praktischen Anwendungsfall kann es vorkommen, daß die Verluste
der absorbierenden Hochfrequenz-Werkstoffschicht derart von der theoretischen Forderung
abweichen, daß die phasendrehende Schicht zu dick werden würde. In diesem Fall kann
man die absorbierende Hochfrequenz-Werkstoffschicht in zwei oder mehrere absorbierende
Teilschichten aufspalten, wobei zwischen jede Teilschicht eine solche Zwischenschicht
gelegt wird, die möglichst niedrige Verluste besitzt. Als Material für diese Zwischenschichten
können alle Stoffe verwendet werden, welche praktisch keine Hochfrequenzverluste
haben, wie z. B. Butylkautschuk, Vinylchloridpolymerisate, Styrolpolymerisate, Polymethacry
lester als organische Stoffe und Karbonate der II. Gruppe des Periodischen Systems,
ebensolche Phosphate und Silikate als anorganische Stoffe. Die Gesamtdicke dieser
Zwischenschichten darf 30% der Schichtdicke der eigentlichen absorbierenden Hochfrequenz-Werkstoffschicht
nicht überschreiten, wenn die
-Bedingung aufrechterhalten werden soll. Ähnliches gilt für
-Schichten,
-Schichten usw.In practical application it can happen that the losses of the absorbing high-frequency material layer deviate from the theoretical requirement in such a way that the phase-rotating layer would become too thick. In this case, the absorbent high-frequency material layer can be split into two or more absorbent partial layers, with an intermediate layer that has the lowest possible losses being placed between each partial layer. As a material for these intermediate layers, all substances can be used which have practically no high frequency losses, such as. B. butyl rubber, vinyl chloride polymers, styrene polymers, Polymethacry lester as organic substances and carbonates of the II. Group of the Periodic Table, the same phosphates and silicates as inorganic substances. The total thickness of these intermediate layers must not exceed 30% of the layer thickness of the actual absorbing high-frequency material layer if the -Condition should be maintained. The same applies to -Layers, -Layers etc.