DE977525C

DE977525C - Interferenzabsorber fuer Funkwellen als Radartarnung fuer Start- und Landebahnen

Info

Publication number: DE977525C
Application number: DE1956D0023689
Authority: DE
Inventors: Ludwig Dr Wesch
Original assignee: Eltro GmbH and Co
Current assignee: Eltro GmbH and Co
Priority date: 1956-08-31
Filing date: 1956-08-31
Publication date: 1966-11-24
Also published as: FR1482805A; GB1074894A

Description

AUSGEGEBEN AM 24. NOVEMBER 1966

D 23689 IXd j 21 al·

Es erscheint zweckmäßig, auch die Start- und Landebahnen von Flugzeugen, Raketen usw. so zu tarnen, daß sie der Umgebung in allen Wellengebieten so weit angepaßt sind, daß sie nur schwer geortet werden können, d. h. mit anderen Worten, daß sie nicht nur für das sichtbare Wellengebiet der Umgebung angepaßt sein müssen, sondern auch im infraroten Spektralgebiet sowie im Gebiet der Radarwellen keinen Unterschied in der Reflexion gegenüber dem umliegenden Gelände aufweisen dürfen und somit durch Anpeilung und Fotografie nicht feststellbar sind. Eine Tarnung im sichtbaren Gebiet ist bereits im weiten Umfange gebräuchlich. Nicht ausreichend war es bisher möglich, geeignete Verfahren zu entwickeln, welche die zu tarnenden Objekte gegen Anstrahlung mit hochfrequenter Energie zu schützen in der Lage sind.

Es ist vorgeschlagen worden, jedoch nicht vorbekannt, eine Interferenzabsorberschicht für Funkwellen so aufzubauen, daß zwischen dem reflektie- ao renden Untergrund und der absorbierenden Hochfrequenzwerkstoffschicht eine phasendrehende Schicht vorgesehen ist, welche die von der Hochfrequenzwerkstoffsohicht bewirkte Phasendrehung auf den erforderlichen Wert ergänzt. Die Schichtkombinationen können dabei auf einen leitenden Untergrund im Streich-, Spritz- oder Klebeverfahren aufgebracht werden.

Erfindungsgemäß wird ein solcher, anderweitig bereits vorgeschlagener Interferenzabsorber für Funkwellen, bei dem also auf einen leitenden Untergrund im Spritz-, Streich- oder Klebeverfahren Schichtkombinationen aufgebracht sind, die zwecks weitgehend voneinander unabhängiger, für die Aus-

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löschung der Teilwellen benötigter Phasendrehung und Amplitudenschwächung aus einem phasendrehenden Untergrund und einer darüberliegenden Absorber- und/oder streuenden Schicht bestehen, als Radartarnung für Start- und Landebahnen verwendet.

Die Erfindung macht es möglich, Start- und Landebahnen durch eine dünne Schichtkombination mit mechanisch hervorragenden Eigenschaften in

ίο Form eines Interferenzabsorbers der Reflexion der Umgebung weitgehendst anzupassen.

Bei der Tarnung kann so vorgegangen werden, daß auf den metallischen Untergrund des zu tarnenden Objektes — sei es, daß er ganz aus Eisen (Flugzeugträger), sei es, daß er aus Beton besteht, welcher zur Erhöhung seiner Festigkeitseigenschaften mit Eisen armiert ist bzw. bei dem durch Zusatz von Eisenpulver die Abbindung erhöht wurde — die erste Schicht des Interferenzabsorbers unmittelbar mittels eines Klebers aufgebracht wird. Sollte die Untergrundreflexion des betreffenden Objektes jedoch zu gering sein, so muß vor Aufbringen des eigentlichen Interferenzabsorbers dieses vorher dadurch metallisiert werden, daß ein leitfähiger Lack aufgespritzt wird, oder aber die erste Schicht des Interferenzabsorbers muß auf ihrer Unterseite metallisch sein. Letzteres kann durch Aufbringen eines leitfähigen Lackes auf besagte erste Folie erreicht werden, oder es wird eine Metallfolie bzw. ein Drahtnetz untergelegt.

Auf den so vorbereiteten Untergrund können gemäß einer Ausführungsform der Erfindung folgende Schichten aufgebracht werden, wobei die unteren Grenzwerte der Mengenangaben für 3 bis 4 cm Wellenlänge und die oberen Grenzwerte für 6 bis 7 cm Wellenlänge bemessen und jeweils für ι qm Untergrund gedacht sind:

a) 120 bis 200 g Chlorkautschukkleber;

b) eine Folie von ungefähr 0,01 bis 5 ^¹¹¹¹) ^vor~ zugsweise 2 mm, Dicke folgender Zusammensetzung :

vulkanisierte Masse aus 500 bis 700 Teilen eines Mischpolymerisates aus Polyvinylchlorid, 250 bis 350 Teilen einer Mischung von Toluol, Isobutyl- und Toluoläthylsulfonamiden, 700 bis 900 Teilen Hochfrequenzeisen der mittleren Korngröße von 5 bis 10 μ, 8o bis 120 Teilen eines Polymerisationsproduktes von

"* Butadien, 1 Teil Paraffin, 42⁰ C, 4 bis 6 Teilen Zinkweiß und etwa 1 Teil Schwefel, wobei die Folie in ihrer glatten Form auf die Schicht a) aufgeklebt ist oder in noch plastischem Zustand mit Hilfe einer Matrize derartig gepreßt ist, daß räumlich gleichmäßig verteilte Halbkugeln, Kegel, Pyramiden, Kugelzonen, Kegelstümpfe oder Pyramidenstümpfe im positiven oder negativen Sinn vorhanden sind, deren Entfernung voneinander sowie deren Höhe und Tiefe von der Wellenlänge des zu sperrenden Hochfrequenzbereiches abhängen;

c) 500 bis 700 g einer Mischung aus Isocyanat und einem Polyester aus Adipinsäure, Glyzerin, Butylenglykol (insgesamt die möglichen Kombinationen der Polyurethane) im Verhältnis 9 : ι sowie 1 bis 5% Gasruß feinkörnig; an Stelle von Gasruß kann auch Graphit oder Halbleiterpulver in Form von ZnO, BeO, Ge od. dgl., oder Metallpulver, wie Aluminium allein oder in Gemischen, verwendet werden. Grundsätzlich kann ein Verhältnis von 9,5 :0,5 bis 7 :3 genommen werden, wobei die Gesamtsumme der verwendeten Materialien immer 10 ergibt. Beispielsweise kann auftreten 9,5 :o,s, 8,5 :i,s, 7,5 =2,5.

d) iöoo bis 1500 g einer Mischung aus Isocyanat und einem Polyester aus Adipinsäure, Glyzerin, Butylenglykol (insgesamt die möglichen Kombinationen der Polyurethane) im Verhältnis 9 : ι mit 50 bis 8o°/o Hochfrequenzeisen der Korngröße von 5 bis 10 μ (etwa 40%) und ο, ι bis 2 μ (etwa 60 °/o);

das Verhältnis 9 :1 ist natürlich nur beispielsweise zu verstehen, da sich das genannte Verhältnis je nach verlangter Härte und Widerstandsfähigkeit verändert. Grundsätzlich kann ein Verhältnis von 9,5 :0,5 bis 7 :3 genommen werden, wobei die Gesamtsumme der verwendeten Materialien immer 10 ergibt. Beispielsweise kann auftreten 9,5 :0,5, 8,5 :1,5, 7>S =2.5;

e) als Abschlußschicht 150 bis 250 g einer Mischung aus Isocyanat und einem Polyester aus Adipinsäure, Glyzerin, Butylenglykol (insgesamt die möglichen Kombinationen der Polyurethane) im Verhältnis 4 :1 mit 20 bis 40% anorganischem Pulver oder Metallpulver, vorzugsweise MgCO₃, als Füllmittel.

Die Schichten c), d) und e) können ganz oder teilweise durch die Kombination der Schicht b) ersetzt werden. Die Schicht e) stellt eine Abschlußschicht dar und ist sehr hart und unempfindlich gegen Stoß und Schlag, abriebfest, wetter- und seewasserbeständig.

Ist mit sehr hohen Anforderungen an die Dämpfung der Schicht zu rechnen, so ist es zweckmäßig, zwischen den phasendrehenden Schichten a) und b) eine Zwischenschicht einzulegen, welche innerhalb des Interferenzabsorbers die Phase zusätzlich derart beeinflußt, daß der Rest der aus der Schicht herauskommenden Welle mit der an der Oberfläche reflektierten Welle praktisch um i8o° verschoben ^U5 ist und damit Auslöschung eintritt (vollkommene Anpassung). Diese Schicht wird aus dem gleichen Grundmaterial hergestellt, jedoch an Stelle der Menge Hochfrequenzeisen werden 100 bis 800 g eines Materials mit niederer Permeabilität als Füllstoff verwendet. Als Füllstoffe eignen sich außerdem alle anorganischen Pulver, sowie Metallpulver, wenn sie in einer solchen Größenordnung vorliegen, daß die dielektrischen Verlustwinkel der Gesamtschicht den Wert von 0,1 nicht überschrei- ^ia5 ten. Besonders seien hierzu folgende Substanzen

aufgeführt: MgCO₃, Al₂O₃, Titanate, Karbonate, Silikate, Sulfate, Phosphate. Die Dicke dieser Zwischenschicht soll ungefähr 0,5 bis 1,5 mm betragen. Es können auch, um ein weiteres Beispiel zur Ausführung des Erfindungsgedankens zu geben, folgende Schichten auf den oben beschriebenen, vorbereiteten Untergrund aufgebracht werden, wobei die unteren Grenzwerte der Mengenangaben für bis 4 cm Wellenlänge und die oberen Grenzwerte für 6 bis 7 cm Wellenlänge bemessen und jeweils für ι qm Untergrund gedacht sind:

a) 110 bis 180 g einer Mischung aus Isocyanat und einem Polyester aus Adipinsäure, Glyzerin, Butylenglykol (insgesamt die möglichen Kombinationen der Polyurethane) im Verhältnis 4:1;

b) 700 bis 900g einer Mischung aus Isocyanat und einem Polyester aus Adipinsäure, Glyzerin, Butylenglykol (insgesamt die möglichen Kombinationen der Polyurethane) im Verhältnis 9:1 und 20 bis 40% MgCO₃ als Füllmittel;

c) 110 bis 180 g einer Mischung aus Isocyanat und einem Polyester aus Adipinsäure, Glyzerin, Butylenglykol (insgesamt die möglichen Kombinationen der Polyurethane) im Verhältnis 9 : ι und 1 bis 5 °/o Gasruß;

d) 2000 bis 3000 g einer Mischung aus Isocyanat und einem Polyester aus Adipinsäure, Glyzerin, Butylenglykol (insgesamt die möglichen Kombinationen der Polyurethane) im Verhältnis 9 : ι und 50 bis 80% Hochfrequenzeisen einer mittleren Korngröße von 5 bis 10 μ, wobei die gesamte Masse in fünf Teilschichten aufgebracht ist und in noch plastischem Zustand in diese Schichten mit Hilfe von Matrizen Halbkugeln, Kegel, Pyramiden, Kugelzonen, Kegelstümpfe bzw. Pyramidenstümpfe im positiven bzw. negativen Sinne eingepreßt sind, deren Entfernung voneinander sowie deren Höhe und Tiefe von der Wellenlänge des zu sperrenden Hochfrequenzbereiches abhängen;

^e) 35° bis 550 g einer Mischung aus Isocyanat und einem Polyester aus Adipinsäure, Glyzerin, Butylenglykol (insgesamt die möglichen Kombinationen der Polyurethane) im Verhältnis 9:1, wovon zwei Drittel als Füllmittel 20 bis 40% MgCO₃ und ein Drittel aber 1 bis 5% Gasruß enthalten;

f) 450 bis 650 g einer Mischung aus Isocyanat und einem Polyester aus Adipinsäure, Glyzerin, Butylenglykol (insgesamt die möglichen Kombinationen der Polyurethane) im Verhältnis 9 : ι und 50 bis 80% Hochfrequenzeisen einer Korngröße unter 3 μ;

g) 80 bis 120 g einer Mischung aus Isocyanat und einem Polyester aus Adipinsäure, Glyzerin, Butylenglykol (insgesamt die möglichen

Kombinationen der Polyurethane) im Verhältnis 9 :i, wovon zwei Drittel als Füllmittel 20 bis 40% MgCO₃ und ein Drittel aber 1 bis 5% Gasruß enthalten;

h) 80 bis 120 g einer Mischung aus Isocyanat und einem Polyester aus Adipinsäure, Glyzerin, Butylenglykol (insgesamt die möglichen Kombinationen der Polyurethane) im Verhältnis 9 : ι oder statt dessen ein Silikonharz.

Das Verhältnis 9:1 ist natürlich nur beispielsweise zu verstehen, da sich das genannte Verhältnis je nach verlangter Härte und Widerstandsfähigkeit verändert. Grundsätzlich kann ein Verhältnis von 9,5 :0,5 bis 7 :3 genommen werden, wobei die Gesamtsumme der verwendeten Materialien immer 10 ergibt. Beispielsweise kann auftreten 9,5 :o,5, 8,5 :1,5, 7,5 -.2,5.

Aus Vereinfachungsgründen kann die Schicht b) um die Hälfte verringert werden, die Schicht c) ganz weggelassen werden, die Schicht g) ebenfalls ausgelassen werden. Dadurch sinkt die Dämpfung auf die Hälfte, ist aber für viele Anwendungsfälle noch genügend. Soll jedoch die Bandbreite über 10 cm gesteigert werden und auch noch im Gebiet von 5 bis 10 cm Wellenlänge eine gute Dämpfung vorhanden sein, so lassen sich zwischen die Schichten e) und f) oder f) und g) dämpfende Folien einbauen, die beispielsweise aus Al bestehen können, oder aus Nichtleitern, welche mit einer leitenden Ruß- oder Graphitschicht überzogen sind und deren geometrische Länge ungefähr im Durchschnitt

—j=- ist, wobei λ die Wellenlänge bedeutet und

ε und μ den Mittelwert der Dielektrizitätskonstante bzw. Permeabilität der Schichten darstellt, welche die Folien umgeben. Im allgemeinen soll diese nach obiger Faustformel berechnete geometrische Länge nicht mehr als 50% in der Schicht vertreten sein, und alle übrigen Längen sollen weitgehendst um diesen Wert streuen. Die Bedeckung einer Schicht mit solchen Folien soll nicht mehr als 30% betragen. Die Dicke der Folien wird vorzugsweise ein Zehntel der geometrischen Länge gewählt, wobei auch dieser Wert streuen kann.

Die angegebenen Gewichte der Kunststoffe sind Trockengewichte.

Die auf diese Weise erhaltene Tarnschicht für Radar kann noch zusätzlich durch Bestreuen bzw. Untermischen der jeweiligen Abschlußschichten mit Farbstoffen versehen werden, welche im sichtbaren Bereich eine diffuse Reflexion sowie eine an sich bekannte Tarnung ergeben. Weiter können diesen letzten Schichten noch Substanzen und Farbstoffe zugesetzt werden, die im infraroten Spektralgebiet dieselbe Reflexion wie ihre Umgebung aufweisen und damit gegen Infrarotanpeilung und -fotografie als Tarnung wirken.

Das als Hochfrequenzeisen angeführte Material schließt sämtliche in der Hochfrequenztechnik Verwendung findenden Eisensorten und Ferrite allein oder in Mischungen ein. Prinzipiell lassen sich alle Materialien, welche in der Hochfrequenz-

technik als Ferromagnetika mit Wirksamkeit in dem gewünschten Wellenlängengebiet bekannt sind, verwenden. Außer den reinen Eisenpulvern, welche aus Carbonylen reduziert sein können oder durch Zersetzung anderer anorganischer oder organischer Eisenverbindungen erhalten werden, gehören hierher vor allem die Ferrite und Mischferrite mit Ni, Zn, Mn.

Als Kunststoffsubstanzen eignen sich vor allem

ίο alle gummiartigen, aber auch harzartigen Stoffe mit oder ohne Weichmacher, insbesondere auch Kunststoffe auf der Basis von Isocyanat und einem Polyester aus Adipinsäure, Glyzerin, Butylenglykol, insgesamt die möglichen Kombinationen der PoIyurethane.

Die als Ausführungsformen der Erfindung vorgeschlagenen Schichten zeichnen sich nicht nur durch ihre Wirksamkeit auf dem Gebiete der Tarnung in einem außerordentlich weiten Spektralgebiet aus, sondern sie haben auch gegenüber anderen bisher in Vorschlag gebrachter Materialien vorzügliche mechanische Eigenschaften. Sie sind außerordentlich abriebfest, nicht spröde und gleichzeitig beständig gegen alle Arten Treibstoffe und Öle einschließlich der für Düsenantrieb. Ferner sind sie unempfindlich gegen Stoß und Schlag und gleichzeitig wetter- und seewasserfest.

Besonders für Raketenstartbahnen ist von größter Wichtigkeit, daß diese Schichtkombinationen kurzzeitig höheren Temperaturen widerstehen. Damit eröffnet sich ein weites Anwendungsgebiet, wobei besonders die geringe Dicke der Schichten bedeutungsvoll ist.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

i. Verwendung eines solchen Interferenzabsorbers-für Funkwellen als Radartarnung für Start- und Landebahnen, bei dem auf einen leitenden Untergrund im Spritz-, Streich- oder Klebeverfahren Schichtkombinationen aufgebracht sind, die zwecks weitgehend voneinander unabhängiger, für die Auslöschung der Teilwellen benötigter Phasendrehung und Amplitudenschwächung aus einem phasendrehenden Untergrund und einer darüberliegenden Absorber- und/oder streuenden Schicht bestehen.
2. Interferenzabsorber für die Verwendung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die folgenden, auf die zu schützende Fläche hintereinander aufgebrachten Schichten, wobei die unteren Grenzwerte der Mengenangaben für 3 bis 4 cm Wellenlänge und die oberen Grenzwerte für 6 bis 7 cm Wellenlänge bemessen und jeweils für 1 qm Untergrund gedacht sind:

a) 120 bis 200 g Chlorkautschukkleber;

b) eine Folie von ungefähr 0,01 bis 5 mm, vorzugsweise 2 mm, Dicke folgender Zusammensetzung :

vulkanisierte Masse aus 500 bis 700 Teilen

eines Mischpolymerisates aus Polyvinylchlorid, 250 bis 350 Teilen einer Mischung von Toluol, Isobutyl- und Toluoläthylsulfonamiden, 700 bis 900 Teilen Hochfrequenzeisen der mittleren Korngröße von 5 bis 10 μ, 8o bis 120 Teilen eines Polymerisationsproduktes von Butadien, 1 Teil Paraffin, 42⁰ C, 4 bis 6 Teilen Zinkweiß und etwa 1 Teil Schwefel, wobei die Folie in ihrer glatten Form auf die Schicht a) aufgeklebt ist oder in noch plastischem Zustand mit Hilfe einer Matrize derartig gepreßt ist, daß räumlich gleichmäßig verteilte Halbkugeln, Kegel, Pyramiden, Kugelzonen, Kegelstümpfe oder Pyramidenstümpfe im positiven oder negativen Sinn vorhanden sind, deren Entfernung voneinander sowie deren Höhe und Tiefe von der Wellenlänge des zu sperrenden Hochfrequenzbereiches abhängen;

c) 500 bis 700 g einer Mischung aus Isocyanat und einem Polyester aus Adipinsäure, Glyzerin, Butylenglykol (insgesamt die möglichen Kombinationen der Polyurethane) im Verhältnis 9 :1 sowie 1 bis 5% Gasruß feinkörnig;

d) 1000 bis 1500 g einer Mischung aus Isocyanat und einem Polyester aus Adipinsäure, Glyzerin, Butylenglykol (insgesamt _go die möglichen Kombinationen der Polyurethane) im Verhältnis 9 :1 mit 50 bis 80% Hochfrequenzeisen der Korngröße von 5 bis 10 μ (etwa 40%) und 0,1 bis 2 μ (etwa 60 %);

e) als Abschlußschicht 150 bis 250 g einer Mischung aus Isocyanat und einem Polyester aus Adipinsäure, Glyzerin, Butylenglykol (insgesamt die möglichen Kombinationen der Polyurethane) im Verhältnis 4: ι mit 20 bis 40 °/o anorganischem Pulver oder Metallpulver, vorzugsweise MgCO₃, als Füllmittel.
3. Interferenzabsorber für die Verwendung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die folgenden, auf die zu schützende Fläche hintereinander aufgebrachten Schichten, wobei die unteren Grenzwerte der Mengenangaben für 3 bis cm Wellenlänge und die oberen Grenzwerte für 6 bis 7 cm Wellenlänge bemessen und jeweils für ι qm Untergrund gedacht sind:

a) 110 bis 180 g einer Mischung aus Isocyanat und einem Polyester aus Adipinsäure, Glyzerin, Butylenglykol (insgesamt die ^1J-5 möglichen Kombinationen der Polyurethane) im Verhältnis 4:1;

b) 700 bis 900 g einer Mischung aus Isocyanat und einem Polyester aus Adipin- _t säure, Glyzerin, Butylenglykol (insgesamt die möglichen Kombinationen der Polyurethane) im Verhältnis 9 :1 und 20 bis 40"/0MgCO₃ als Füllmittel;

c) 110 bis 180 g einer Mischung aus Isocyanat und einem Polyester aus Adipinsäure,

Glyzerin, Butylenglykol (insgesamt die möglichen Kombinationen der Polyurethane) im Verhältnis 9:1 und 1 bis 5% Gasruß;

d) 2000 bis 3000 g einer Mischung aus Isocyanat und einem Polyester aus Adipinsäure, Glyzerin, Butylenglykol (insgesamt die möglichen Kombinationen der Polyurethane) im Verhältnis 9 :1 und 50 bis 80% Hochfrequenzeisen einer mittleren Korngröße von 5 bis 10 μ, wobei die gesamte Masse in fünf Teil schichten aufgebracht ist und in noch plastischem Zustand in diese Schichten mit Hilfe von Matrizen, Halbkugeln, Kegel, Pyramiden, Kugelzonen, Kegelstümpfe bzw. Pyramidenstümpfe im positiven bzw. negativen Sinne eingepreßt sind, deren Entfernung voneinander sowie deren Höhe und Tiefe von der Wellenlänge des zu sperrenden Hochfrequenzbereiches abhängen;

^e) 35° bis 55° S einer Mischung aus Isocyanat und einem Polyester aus Adipinsäure, Glyzerin, Butylenglykol (insgesamt die möglichen Kombinationen der Polyurethane) im Verhältnis 9:1, wovon zwei Drittel als Füllmittel 20 bis 40"/0MgCO₃ und ein Drittel aber 1 bis 5% Gasruß enthalten;

f) 450 bis 650 g einer Mischung aus Isocyanat und einem Polyester aus Adipinsäure, Glyzerin, Butylenglykol (insgesamt die möglichen Kombinationen der Polyurethane) im Verhältnis 9 :1 und 50 bis 8o°/o Hochfrequenzeisen einer Korngröße unter 3μ;

g) 80 bis 120 g einer Mischung aus Isocyanat und einem Polyester aus Adipinsäure, Glyzerin, Butylenglykol (insgesamt die möglichen Kombinationen der Polyurethane) im Verhältnis 9:1, wovon zwei Drittel als Füllmittel 20 bis 40% MgCO₃ und ein Drittel aber 1 bis 5% Gasruß enthalten;

h) 80 bis 120 g einer Mischung aus Isocyanat und einem Polyester aus Adipinsäure, Glyzerin, Butylenglykol (insgesamt die möglichen Kombinationen der Polyurethane) im \^erhältnis 9 :1 oder statt dessen ein Silikonharz.
4. Interferenzabsorber nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei nicht metallischem Untergrund eine metallische Zwischenschicht auf diesen aufgebracht ist.
5. Interferenzabsorber nach einem der Ansprüche 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche mit einem Material versehen ist, welches im sichtbaren und/oder infraroten Spektralbereich eine der Umgebung angepaßte Reflexion aufweist.

In Betracht gezogene ältere Patente:
Deutsches Patent Nr. 977 523.

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