EP0369174A1 - Broad-band absorber for electromagnetic waves - Google Patents

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EP0369174A1
EP0369174A1 EP89119198A EP89119198A EP0369174A1 EP 0369174 A1 EP0369174 A1 EP 0369174A1 EP 89119198 A EP89119198 A EP 89119198A EP 89119198 A EP89119198 A EP 89119198A EP 0369174 A1 EP0369174 A1 EP 0369174A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
layers
resistance
absorber according
absorber
broadband
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP89119198A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Gerd De Lank
Christian Körner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Gruenzweig und Hartmann Montage GmbH
G&H Montage GmbH
Original Assignee
Gruenzweig und Hartmann Montage GmbH
G&H Montage GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Gruenzweig und Hartmann Montage GmbH, G&H Montage GmbH filed Critical Gruenzweig und Hartmann Montage GmbH
Publication of EP0369174A1 publication Critical patent/EP0369174A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q17/00—Devices for absorbing waves radiated from an antenna; Combinations of such devices with active antenna elements or systems
    • H01Q17/008—Devices for absorbing waves radiated from an antenna; Combinations of such devices with active antenna elements or systems with a particular shape

Definitions

  • the invention relates to a broadband absorber for electromagnetic waves, having an absorber body which has carrier elements for receiving an electrically conductive resistance material which effects the absorption of the waves.
  • Absorbers for electromagnetic waves which have carrier elements made of paper or cardboard which are interspersed with a resistance material or to which resistance material adheres.
  • the mechanical strength of such absorbers which consist of zigzag-shaped cutouts of the cardboard or of the paper, which are put together crosswise in a grid, is only very low. They are also highly flammable and very sensitive to moisture.
  • absorbers for electromagnetic waves have carrier elements made of foam, which are coated with an electrically conductive layer. Such absorbers are mechanically more stable, but also easily flammable. In addition, they are relatively complex to manufacture and only suitable for small wavelengths.
  • Absorbers for electromagnetic and acoustic waves consist of incombustible mineral wool, to which conductive materials such as carbon powder, graphite powder or iron filings are added in order to achieve an absorption effect for electromagnetic waves. These materials are difficult to distribute homogeneously in mineral wool. It is particularly disadvantageous that they cannot be firmly bound in the mineral wool either, so that Material contaminated in the laboratory, where the absorbers are preferably installed, is released from the mineral wool over time. This release also leads to a loss of absorption.
  • the absorber body consists of carrier element layers, between which resistance layers containing resistance material are enclosed.
  • This solution according to the invention ensures that the resistance material is stably enclosed between the carrier layers. Since the resistance material cannot be released, the rooms in which the absorber bodies are installed cannot be contaminated, as is the case with conventional absorbers, and the absorption effect remains constant over time.
  • an incombustible material such as e.g. Mineral wool
  • the flammability of the absorber body is greatly reduced by the inclusion of the resistance layers, which can be combustible or contain combustible components.
  • the resistance layers consist of a base material, such as glass fleece or paper, which has a dispersion of an electrically conductive material, such as carbon black or graphite.
  • the base material can be impregnated with the dispersion or the dispersion can be applied to the base material, for example by painting, filling or spraying. It is also possible to apply a dispersion of electrically conductive material, such as graphite or carbon black, directly to the surface of the carrier element layers.
  • the carrier layers preferably consist of plane-parallel rectangular plates, from which cuboidal absorber bodies can be produced, which can be assembled into closed absorber walls. It is advantageous to combine the individual absorber bodies so that the resistance layers of the individual absorber bodies are aligned orthogonally to one another. In this case, it is ensured that, when polarized electromagnetic waves are incident, only the magnetic field vector is aligned parallel to the resistance layers, so that the absorber is ineffective.
  • the resistance layers can have different lengths in the main direction of the incident electromagnetic waves and the lengths of the resistance layers can grow to a maximum from the edges to the center of the absorber body.
  • the resistance layers can be used to improve the Absorption effect also have a material with high permeability.
  • the absorber bodies In order to be able to use the absorber bodies for the absorption of acoustic waves at the same time, it is advantageous because the absorber bodies have tapering cross sections in the opposite direction to the main direction of incidence of the waves, and e.g. are wedge-shaped.
  • the reference numeral 1 denotes an absorber body, which consists of plate-shaped rectangular carrier element layers 2, between which the resistance layers 3 to 7 are enclosed.
  • the arrow labeled 8 like one of the arrows labeled 8a to 8f in FIGS. 2 to 7, shows the main direction of the incident electromagnetic waves.
  • the resistance areas 3 to 7 run against the main direction of the incident waves and are of different lengths, so that the area enveloping the resistance areas is opposite the main incidence device of the electromagnetic wave directed tip forms.
  • the amount of resistance layers or of resistance material per depth interval increases continuously in planes perpendicular to this direction with increasing depth of penetration. This increase results in a more effective absorption of the waves than if the resistance material were in each case evenly distributed over the surfaces of the carrier element layers 2 lying opposite one another.
  • the carrier element layers of the exemplary embodiment shown in FIG. 1 and of all other exemplary embodiments shown are preferably made of a non-combustible material, such as e.g. Mineral wool. Due to the inclusion of the resistance layers, even because these layers themselves are combustible, the absorber bodies can hardly ignite. In order to further reduce the risk of fire, it is expedient not to lead the combustible resistance layers directly to the edge of the support element layers enclosing the resistance layers.
  • the conductive resistance layers of the absorber body of FIG. 1 and all other exemplary embodiments can be produced in a variety of ways. You can e.g. B. from an incombustible base material, e.g. B. glass fleece, which is impregnated with a dispersion of graphite, carbon black or another electrically conductive material. Electrically conductive foils or paper can also be used. Also possible are electrically conductive paints or fillers that are applied to the base material or directly to the surface of the Carrier element layers are applied.
  • the electrically conductive resistance layers between the carrier element layers can be designed as self-contained surfaces.
  • the resistance layers can also be formed by non-contiguous partial surfaces of any geometry, or a contiguous surface can have recesses.
  • the resistance material can be embedded particularly advantageously in an adhesive, by means of which the individual carrier element layers are connected to one another.
  • the embodiment of FIG. 2 differs from the embodiment of FIG. 1 in that the width of the resistance layers increases in the direction of the incident waves over the entire length of the resistance surfaces and all resistance layers have the same length.
  • the mass of resistance material that occurs in each case over a deep interval increases steadily with the penetration depth. This increase results in a more effective absorption of the waves than if the resistance material were evenly distributed over the abutting surfaces of the carrier element layers.
  • rectangular resistance layers 3b to 7b are provided, the middle resistance layer 5b having the greatest length denoted by h 3.
  • the distribution of the length of the resistance layers in accordance with the exemplary embodiment in FIG. 3 also ensures that the mass of resistance material increases rapidly in the direction of the incident radiation per depth interval, which leads to an improved absorption of the incident waves.
  • Fig. 4 with 1c cuboid absorber body are referred to, which are combined into a bandage.
  • the absorber bodies consist of plate-shaped carrier element layers 2c.
  • the absorber bodies are composed such that the resistance layers enclosed between the carrier element layers are aligned orthogonally to one another. This orthogonal alignment ensures that the broadband absorber consisting of a plurality of absorber bodies can absorb polarized electromagnetic waves in any polarization direction. If all of the resistance layers were aligned in the same way, then electromagnetic waves with a magnetic field vector parallel to the resistance layers could not be absorbed, or could be absorbed only inadequately.
  • FIG. 5 shows a broadband absorber which consists of a bandage of wedge-shaped absorber bodies 1d. Resistance layers are enclosed between the wedge-shaped carrier element plates 2d. The resistance layers of the individual absorber bodies 1d are aligned orthogonally to one another. In the case of the wedge-shaped absorber bodies, the surface of the enclosed resistance layer can be congruent with the surfaces of the carrier element layers lying opposite one another. In this case too, it is ensured that the mass of resistance material increases per depth interval in the direction of the incident waves.
  • the wedge-shaped design of the absorber body has the advantage that acoustic waves are also effective can be absorbed, so that a broadband absorber, as shown in FIG. 5, can be used as a combined absorber for electromagnetic and acoustic waves.
  • FIG. 6 shows a further exemplary embodiment of an absorber body which is suitable for absorbing electromagnetic waves and acoustic waves, in section.
  • 2e support element layers are designated, which are designed as hollow cylinders of different lengths. The individual hollow cylinders are inserted into one another to form the absorber body.
  • a support element core 9 designed as a solid cylinder is provided in the interior.
  • Resistive layers 3e to 5e formed as cylindrical surfaces are arranged between the carrier elements.
  • both the mass of material from which the carrier element layers are made and the mass of resistance material per jump interval increase. As a result, both effective absorption for electromagnetic and acoustic waves is achieved.
  • 1f denotes an absorber body, in which the waves to be absorbed impinge with their main direction perpendicular to the surfaces of the resistance layers 3f to 6f, which are enclosed between the support element layers 2f, the area of the resistance surfaces in the main direction of the incident waves from Layer to layer increases.
  • the resistance surface 6f is not led directly to the edge of the carrier element layers enclosing it, which is appropriate with regard to fire safety of the absorber body.
  • the resistance surfaces are designed as coherent surfaces, which only partially cover the surfaces of the carrier element layers lying against one another.
  • the resistance layers could, however, also be designed in such a way that the abutting surfaces between the support element layers are completely or almost completely covered, the surface mass of the resistance layers being able to increase with increasing penetration depth of the electromagnetic waves.
  • the resistance layers of all illustrated exemplary embodiments of absorber bodies can additionally include materials with high permeability, such as e.g. ferritic materials or iron oxide.
  • Protective coatings made of a material permeable to electromagnetic, or electromagnetic and acoustic waves can be provided for the absorber bodies.

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  • Shielding Devices Or Components To Electric Or Magnetic Fields (AREA)
  • Aerials With Secondary Devices (AREA)

Abstract

The invention relates to a broadband absorber for electromagnetic waves with an absorber body which has support elements for receiving an electroconductive resistance material. Known broadband absorbers have a low mechanical stability. In particular, the resistance material cannot be adequately fixed on the support elements. It is the object of the invention to propose an absorber body with improved usage properties. According to the invention, this object is achieved by an absorber body which is composed of support layers, between which resistance layers containing resistance material are enclosed. The enclosure of the resistance material ensures that resistance material cannot be released. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft einen Breitbandabsorber für elektromagnetische Wellen, mit einem Absorberkörper, der Trägerelemente für die Aufnahme eines die Absorption der Wellen bewirkenden elektrisch leitfähigen Widerstandsmaterials aufweist.The invention relates to a broadband absorber for electromagnetic waves, having an absorber body which has carrier elements for receiving an electrically conductive resistance material which effects the absorption of the waves.

Es sind Absorber für elektromagnetische Wellen bekannt, die Trägerelemente aus Papier oder Pappe aufweisen, die mit einem Widerstandsmaterial durchsetzt sind oder an denen Widerstandsmaterial anhaftet. Die mechanische Festigkeit solcher Absorber, die aus zick-zack-förmigen Ausschnitten der Pappe oder des Papiers, die in einem Raster kreuzweise zusammengesteckt sind, bestehen, ist nur sehr gering. Außerdem sind sie leicht brennbar und sehr feuchtigkeitsempfindlich.Absorbers for electromagnetic waves are known which have carrier elements made of paper or cardboard which are interspersed with a resistance material or to which resistance material adheres. The mechanical strength of such absorbers, which consist of zigzag-shaped cutouts of the cardboard or of the paper, which are put together crosswise in a grid, is only very low. They are also highly flammable and very sensitive to moisture.

Weitere bekannte Absorber für elektromagnetische Wellen weisen Trägerelemente aus Schaumstoff auf, die mit einer elektrisch leitfähigen Schicht überzogen sind. Derartige Absorber sind zwar mechanisch stabiler, aber auch leicht brennbar. Außerdem sind sie verhältnismäßig aufwendig in der Herstellung und nur für kleine Wellenlängen geeignet.Other known absorbers for electromagnetic waves have carrier elements made of foam, which are coated with an electrically conductive layer. Such absorbers are mechanically more stable, but also easily flammable. In addition, they are relatively complex to manufacture and only suitable for small wavelengths.

Es sind auch Absorber für elektromagnetische und akustische Wellen bekannt, die aus unbrennbarer Mineralwolle bestehen, der um eine Absorptionswirkung für elektromagnetische Wellen zu erzielen, leitfähige Materialien, wie z.B. Kohle-, Graphitpulver oder Eisenspäne zugesetzt sind. Diese Materialien lassen sich in der Mineralwolle nur schwer homogen verteilen. Besonders nachteilig ist, daß sie sich in der Mineralwolle auch nicht fest binden lassen, so daß das Material unter Verschmutzung der Laborräume, in denen die Absorber vorzugsweise installiert sind, mit der Zeit aus der Mineralwolle freigesetzt wird. Durch diese Freisetzung kommt es außerdem zu einem Verlust an Absorptionswirkung.Absorbers for electromagnetic and acoustic waves are also known, which consist of incombustible mineral wool, to which conductive materials such as carbon powder, graphite powder or iron filings are added in order to achieve an absorption effect for electromagnetic waves. These materials are difficult to distribute homogeneously in mineral wool. It is particularly disadvantageous that they cannot be firmly bound in the mineral wool either, so that Material contaminated in the laboratory, where the absorbers are preferably installed, is released from the mineral wool over time. This release also leads to a loss of absorption.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, einen Breitbandabsorber der eingangs erwähnten Art zu schaffen, der gegenüber den bekannten Absorbern verbesserte Gebrauchseigenschaften aufweist.It is the object of the invention to provide a broadband absorber of the type mentioned at the outset, which has improved performance properties compared to the known absorbers.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Absorberkörper aus Trägerelementschichten, zwischen denen Widerstandsmaterial enthaltende Widerstandsschichten eingeschlossen sind, besteht.According to the invention, this object is achieved in that the absorber body consists of carrier element layers, between which resistance layers containing resistance material are enclosed.

Durch diese erfindungsgemäße Lösung wird erreicht, daß das Widerstandsmaterial stabil zwischen den Trägerschichten eingeschlossen ist. Da das Widerstandsmaterial nicht freigesetzt werden kann, kann es nicht wie bei herkömmlichen Absorbern zur Verschmutzung der Räume kommen, in denen die Absorberkörper installiert sind, und die Absorptionswirkung bleibt zeitlich konstant.This solution according to the invention ensures that the resistance material is stably enclosed between the carrier layers. Since the resistance material cannot be released, the rooms in which the absorber bodies are installed cannot be contaminated, as is the case with conventional absorbers, and the absorption effect remains constant over time.

In besonders vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird für die Trägerelementschichten ein unbrennbares Material, wie z.B. Mineralwolle, vorgesehen. Durch den Einschluß der Widerstandsschichten, die brennbar sein oder brennbare Bestandteile enthalten können, ist die Brennbarkeit der Absorberkörper stark vermindert.In a particularly advantageous embodiment of the invention, an incombustible material, such as e.g. Mineral wool, provided. The flammability of the absorber body is greatly reduced by the inclusion of the resistance layers, which can be combustible or contain combustible components.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, daß die Widerstandsschichten aus einem Basismaterial, wie z.B. Glasvlies oder Papier bestehen, das mit einer Dispersion aus einem elektrisch leitenden Material, wie z.B. Ruß oder Graphit behaftet ist. Das Basismaterial kann mit der Dispersion getränkt oder die Dispersion auf das Basismaterial z.B. durch Anstreichen, Spachteln oder Spritzen aufgetragen sein. Es ist auch möglich, eine Dispersion aus elektrisch leitendem Material wie z.B. Graphit oder Ruß, direkt auf die Oberfläche der Trägerelementschichten aufzubringen.In a further embodiment of the invention it can be provided that the resistance layers consist of a base material, such as glass fleece or paper, which has a dispersion of an electrically conductive material, such as carbon black or graphite. The base material can be impregnated with the dispersion or the dispersion can be applied to the base material, for example by painting, filling or spraying. It is also possible to apply a dispersion of electrically conductive material, such as graphite or carbon black, directly to the surface of the carrier element layers.

Die Trägerschichten bestehen vorzugsweise aus planparallelen rechteckigen Platten, aus denen sich quaderförmige Absorberkörper herstellen lassen, die zu geschlossenen Absorberwänden zusammensetzbar sind. Dabei ist es vorteilhaft, die einzelnen Absorberkörper so zusammenzufassen, daß die Widerstandsschichten der einzelnen Absorberkörper orthogonal zueinander ausgerichtet sind. In diesem Fall ist gewährleistet, daß es bei Einfall polarisierter elektromagnetischer Wellen durch ausschließlich parallele Ausrichtung des Magnetfeldvektors zu den Widerstandsschichten nicht dazu kommen kann, daß der Absorber wirkungslos ist.The carrier layers preferably consist of plane-parallel rectangular plates, from which cuboidal absorber bodies can be produced, which can be assembled into closed absorber walls. It is advantageous to combine the individual absorber bodies so that the resistance layers of the individual absorber bodies are aligned orthogonally to one another. In this case, it is ensured that, when polarized electromagnetic waves are incident, only the magnetic field vector is aligned parallel to the resistance layers, so that the absorber is ineffective.

Für die Absorption der elektromagnetischen Wellen ist es vorteilhaft, denn bei Fortschreiten in der Haupteinfallsrichtung in Ebenen senkrecht zur Fortschreitungsrichtung innerhalb der Absorberkörper eine kontinuierliche oder sprunghaft steigende Menge von Widerstandsschichten bzw. Widerstandsmaterial vorliegt. Insbesondere können in Hauptrichtung der einfallenden elektromagnetischen Wellen die Widerstandsschichten unterschiedliche Längen aufweisen und die Längen der Widerstandsschichten von den Rändern zur Mitte des Absorberkörpers hin zu einem Maximum anwachsen. In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung können die Widerstandsschichten zur Verbesserung der Absorptionswirkung zusätzlich ein Material mit hoher Permeabilität aufweisen.It is advantageous for the absorption of the electromagnetic waves, because if the progression in the main direction of incidence occurs in planes perpendicular to the direction of progression, there is a continuous or abruptly increasing amount of resistance layers or resistance material within the absorber body. In particular, the resistance layers can have different lengths in the main direction of the incident electromagnetic waves and the lengths of the resistance layers can grow to a maximum from the edges to the center of the absorber body. In a further advantageous embodiment of the invention, the resistance layers can be used to improve the Absorption effect also have a material with high permeability.

Um die Absorberkörper gleichzeitig auch zur Absorption von akustischen Wellen einsetzen zu können, ist es vorteilhaft, denn die Absorberkörper in Gegenrichtung zur Haupteinfallsrichtung der Wellen sich verjüngende Querschnitte aufweisen, und z.B. keilförmig ausgebildet sind.In order to be able to use the absorber bodies for the absorption of acoustic waves at the same time, it is advantageous because the absorber bodies have tapering cross sections in the opposite direction to the main direction of incidence of the waves, and e.g. are wedge-shaped.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungsmöglichkeiten der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.Further advantageous design options of the invention emerge from the subclaims.

Die Erfindung soll nun anhand von Ausführungsbeispielen und der beiligenden Zeichnungen weiter erläutert und beschrieben werden. Es zeigen

  • Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel für einen erfindungsgemäßen Absorberkörper mit entgegen der Hauptrichtung der einfallenden elektromagnetischen Wellen spitz auslaufenden Widerstandsschichten von unterschiedlicher Länge,
  • Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel für einen erfindungsgemäßen Absorberkörper mit entgegen der Hauptrichtung der einfallenden elektromagnetischen Wellen spitz auslaufenden, gleich langen Widerstandsschichten,
  • Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel für einen erfindungsgemäßen Absorberkörper mit rechteckigen Widerstandsschichten unterschiedlicher Länge,
  • Fig. 4 einen Verband von erfindungsgemäßen, quaderförmigen Breitbandabsorberkörpern, wobei die Widerstandsschichten der einzelnen Absorberkörper orthogonal zueinander ausgerichtet sind,
  • Fig. 5 einen Verband von erfindungsgemäßen Absorberkörpern, wobei die Widerstandsschichten der einzelnen Absorberkörper orthogonal zueinander ausgerichtet und die Absorberkörper keilförmig mit Keilspitzen entgegen der Haupteinfallsrichtung der einfallenden Wellen ausgebildet sind,
  • Fig. 6 einen erfindungsgemäßen Absorberkörper (im Querschnitt), der aus hohlzylinderförmigen Trägerelementschichten unterschiedlicher Länge besteht, und
  • Fig. 7 ein Ausführungsbeispiel für einen erfindungsgemäßen Absorberkörper bei dem die Wellen senkrecht zur Oberfläche der Trägerelementschichten einfallen.
The invention will now be explained and described with reference to exemplary embodiments and the accompanying drawings. Show it
  • 1 shows an exemplary embodiment of an absorber body according to the invention with resistance layers of different lengths tapering counter to the main direction of the incident electromagnetic waves,
  • 2 shows an exemplary embodiment of an absorber body according to the invention with resistance layers of the same length tapering against the main direction of the incident electromagnetic waves,
  • 3 shows an exemplary embodiment of an absorber body according to the invention with rectangular resistance layers of different lengths,
  • 4 shows an association of cuboid broadband absorber bodies according to the invention, the resistance layers of the individual absorber bodies being oriented orthogonally to one another,
  • 5 shows a combination of absorber bodies according to the invention, the resistance layers of the individual absorber bodies being oriented orthogonally to one another and the absorber bodies being wedge-shaped with wedge tips opposite to the main direction of incidence of the incident waves.
  • 6 an absorber body according to the invention (in cross section), which consists of hollow cylindrical support element layers of different lengths, and
  • Fig. 7 shows an embodiment of an absorber body according to the invention in which the waves are incident perpendicular to the surface of the support element layers.

In Fig. 1 ist mit dem Bezugszeichen 1 ein Absorberkörper bezeichnet, der aus plattenförmigen rechteckigen Trägerelementschichten 2, zwischen denen die Widerstandsschichten 3 bis 7 eingeschlossen sind, besteht. Der mit 8 bezeichnete Pfeil zeigt, wie jeweils auch einer der mit 8a bis 8f bezeichneten Pfeile in den Fig. 2 bis 7, die Hauptrichtung der einfallenden elektromagnetischen Wellen an. Die Widerstandsflächen 3 bis 7 laufen entgegen der Hauptrichtung der einfallenden Wellen spitz aus und sind unterschiedlich lang, so daß die die Widerstandsflächen einhüllende Fläche eine gegen die Haupteinfallseinrichtung der elektromagnetischen Wellen gerichtete Spitze bildet.In Fig. 1, the reference numeral 1 denotes an absorber body, which consists of plate-shaped rectangular carrier element layers 2, between which the resistance layers 3 to 7 are enclosed. The arrow labeled 8, like one of the arrows labeled 8a to 8f in FIGS. 2 to 7, shows the main direction of the incident electromagnetic waves. The resistance areas 3 to 7 run against the main direction of the incident waves and are of different lengths, so that the area enveloping the resistance areas is opposite the main incidence device of the electromagnetic wave directed tip forms.

In Richtung der einfallenden Wellen nimmt in Ebenen senkrecht zu dieser Richtung mit zunehmender Eindringtiefe die Menge an Widerstandsschichten bzw. an Widerstandsmaterial je Tiefenintervall unstetig zu. Durch diese Zunahme wird eine wirksamere Absorption der Wellen erreicht, als wäre das Widerstandsmaterial jeweils gleichmäßig auf die einander gegenüberliegenden Oberflächen der Trägerelementschichten 2 verteilt.In the direction of the incident waves, the amount of resistance layers or of resistance material per depth interval increases continuously in planes perpendicular to this direction with increasing depth of penetration. This increase results in a more effective absorption of the waves than if the resistance material were in each case evenly distributed over the surfaces of the carrier element layers 2 lying opposite one another.

Die Trägerelementschichten des in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiels und aller weiteren gezeigten Ausführungsbeispiele bestehen vorzugsweise aus einem nicht brennbaren Material, wie z.B. Mineralwolle. Durch den Einschluß der Widerstandsschichten kann es, auch denn diese Schichten selbst brennbar sind, kaum zu einer Entzündung der Absorberkörper kommen. Um die Brandgefahr noch weiter herabzusetzen, ist es zweckmäßig, die brennbaren Widerstandsschichten nicht unmittelbar bis an den Rand der die Widerstandsschichten einschließenden Trägerelementschichten zu führen.The carrier element layers of the exemplary embodiment shown in FIG. 1 and of all other exemplary embodiments shown are preferably made of a non-combustible material, such as e.g. Mineral wool. Due to the inclusion of the resistance layers, even because these layers themselves are combustible, the absorber bodies can hardly ignite. In order to further reduce the risk of fire, it is expedient not to lead the combustible resistance layers directly to the edge of the support element layers enclosing the resistance layers.

Die leitfähigen Widerstandsschichten des Absorberkörpers von Fig. 1 und aller weiteren Ausführungsbeispiele können auf vielfältige Weise hergestellt sein. Sie können z. B. aus einem unbrennbaren Basismaterial, z. B. Glasvlies, bestehen, das mit einer Dispersion aus Graphit, Ruß oder einem anderen elektrisch leitenden Material getränkt ist. Es können auch elektrisch leitende Folien oder Papier veruendet werden. In Frage kommen auch elektrisch leitende Anstriche oder Spachtelmassen, die auf das Basismaterial oder unmittelbar auf die Oberfläche der Trägerelementschichten aufgebracht sind.The conductive resistance layers of the absorber body of FIG. 1 and all other exemplary embodiments can be produced in a variety of ways. You can e.g. B. from an incombustible base material, e.g. B. glass fleece, which is impregnated with a dispersion of graphite, carbon black or another electrically conductive material. Electrically conductive foils or paper can also be used. Also possible are electrically conductive paints or fillers that are applied to the base material or directly to the surface of the Carrier element layers are applied.

Es ist nicht unbedingt erforderlich, daß die elektrisch leitenden Widerstandsschichten zwischen den Trägerelementschichten als in sich geschlossene Flächen ausgeführt werden. Die Widerstandsschichten können auch durch nicht zusammenhängende Teilflächen beliebiger Geometrie gebildet sein, oder eine zusammenhängende Fläche kann Ausnehmungen aufweisen. Besonders vorteilhaft kann das Widerstandsmaterial in einen Kleber eingebettet werden, durch den die einzelnen Trägerelementschichten miteinander verbunden sind.It is not absolutely necessary for the electrically conductive resistance layers between the carrier element layers to be designed as self-contained surfaces. The resistance layers can also be formed by non-contiguous partial surfaces of any geometry, or a contiguous surface can have recesses. The resistance material can be embedded particularly advantageously in an adhesive, by means of which the individual carrier element layers are connected to one another.

Das Ausführungsbeispiel von Fig. 2 unterscheidet sich von dem Ausführungsbeispiel gemäß der Fig. 1 dadurch, daß die Breite der Widerstandsschichten in Richtung der einfallenden Wellen über die gesamte Länge der Widerstandsflächen zunimmt und alle Widerstandsschichten die gleiche Länge aufweisen. In Hauptrichtung der einfallenden elektromagnetischen Wellen nimmt die jeweils auf ein Tiefenintervall entfallende Masse an Widerstandsmaterial stetig mit der Eindringtiefe zu. Durch diese Zunahme wird eine wirksamere Absorption der Wellen erreicht, als würde das Widerstandsmaterial gleichmäßig auf die aneinanderliegenden Flächen der Trägerelementschichten verteilt sein.The embodiment of FIG. 2 differs from the embodiment of FIG. 1 in that the width of the resistance layers increases in the direction of the incident waves over the entire length of the resistance surfaces and all resistance layers have the same length. In the main direction of the incident electromagnetic waves, the mass of resistance material that occurs in each case over a deep interval increases steadily with the penetration depth. This increase results in a more effective absorption of the waves than if the resistance material were evenly distributed over the abutting surfaces of the carrier element layers.

Bei dem Ausführungsbeispiel von Fig. 3 sind rechteckige Widerstandsschichten 3b bis 7b vorgesehen, wobei die mittlere Widerstandsschicht 5b die größte mit h₃ bezeichnete Länge aufweist. Auch durch die Verteilung der Länge der Widerstandsschichten gemäß dem Ausführungsbeispiel von Fig. 3 wird erreicht, daß die Masse an Widerstandsmaterial je Tiefenintervall in Richtung der einfallenden Strahlung sprungweise zunimmt, was zu einer verbesserten Absorption der einfallenden Wellen führt.In the embodiment of FIG. 3, rectangular resistance layers 3b to 7b are provided, the middle resistance layer 5b having the greatest length denoted by h 3. The distribution of the length of the resistance layers in accordance with the exemplary embodiment in FIG. 3 also ensures that the mass of resistance material increases rapidly in the direction of the incident radiation per depth interval, which leads to an improved absorption of the incident waves.

In Fig. 4 sind mit 1c quaderförmige Absorberkörper bezeichnet, die zu einem Verband zusammengefaßt sind. Die Absorberkörper bestehen aus plattenförmigen Trägerelementschichten 2c. Die Absorberkörper sind so zusammengesetzt, daß die zwischen den Trägerelementschichten eingeschlossenen Widerstandsschichten orthogonal zueinander ausgerichtet sind. Durch diese orthogonale Ausrichtung wird erreicht, daß der aus einer Vielzahl von Absorberkörpern bestehende Breitbandabsorber polarisierte elektromagnetische Wellen in jeder Polarisierungsrichtung absorbieren kann. Wären sämtliche Widerstandsschichten in gleicher Weise ausgerichtet, so könnten elektromagnetische Wellen mit einem Magnetfeldvektor parallel zu den Widerstandsschichten nicht oder nur unzureichend absorbiert werden.In Fig. 4 with 1c cuboid absorber body are referred to, which are combined into a bandage. The absorber bodies consist of plate-shaped carrier element layers 2c. The absorber bodies are composed such that the resistance layers enclosed between the carrier element layers are aligned orthogonally to one another. This orthogonal alignment ensures that the broadband absorber consisting of a plurality of absorber bodies can absorb polarized electromagnetic waves in any polarization direction. If all of the resistance layers were aligned in the same way, then electromagnetic waves with a magnetic field vector parallel to the resistance layers could not be absorbed, or could be absorbed only inadequately.

In Fig. 5 ist ein Breitbandabsorber dargestellt, der aus einem Verband keilförmiger Absorberkörper 1d besteht. Zwischen den keilförmigen Trägerelementplatten 2d sind Widerstandsschichten eingeschlossen. Die Widerstandsschichten der einzelnen Absorberkörper 1d sind orthogonal zueinander ausgerichtet. Bei den keilförmigen Absorberkörpern kann die Fläche der eingeschlossenen Widerstandsschicht deckungsgleich mit den einander gegenüberliegenden Flächen der Trägerelementschichten sein. Auch in diesem Falle ist gewährleistet, daß die Masse an Widerstandsmaterial je Tiefenintervall in Richtung der einfallenden Wellen zunimmt. Die keilförmige Ausbildung der Absorberkörper hat den Vorteil, daß auch akustische Wellen wirksam absorbiert werden können, so daß ein Breitbandabsorber, wie er in der Fig. 5 dargestellt ist, als kombinierter Absorber für elektromagnetische und für akustische Wellen eingesetzt werden kann.5 shows a broadband absorber which consists of a bandage of wedge-shaped absorber bodies 1d. Resistance layers are enclosed between the wedge-shaped carrier element plates 2d. The resistance layers of the individual absorber bodies 1d are aligned orthogonally to one another. In the case of the wedge-shaped absorber bodies, the surface of the enclosed resistance layer can be congruent with the surfaces of the carrier element layers lying opposite one another. In this case too, it is ensured that the mass of resistance material increases per depth interval in the direction of the incident waves. The wedge-shaped design of the absorber body has the advantage that acoustic waves are also effective can be absorbed, so that a broadband absorber, as shown in FIG. 5, can be used as a combined absorber for electromagnetic and acoustic waves.

In Fig. 6 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel für einen Absorberkörper, der zur Absorption elektromagnetischer Wellen und akustischer Wellen geeignet ist, im Schnitt dargestellt. Mit 2e sind Trägerelementschichten bezeichnet, die als Hohlzylinder unterschiedlicher länge ausgebildet sind. Zur Bildung des Absorberkörpers sind die einzelnen Hohlzylinder ineinander gesteckt. Im Inneren ist ein als Vollzylinder ausgebildeter Trägerelementkern 9 vorgesehen. Zwischen den Trägerelementen sind als zylindrische Flächen ausgebildete Widerstandsschichten 3e bis 5e angeordnet. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel nehmen in Hauptrichtung der einfallenden elektromagnetischen und akustischen Wellen sowohl die Masse an Material, aus dem die Trägerelementschichten bestehen, als auch die Masse an Widerstandsmaterial je Tiefenintervall sprungweise zu. Dadurch wird sowohl eine wirksame Absorption für elektromagnetische als auch für akustische Wellen erzielt.6 shows a further exemplary embodiment of an absorber body which is suitable for absorbing electromagnetic waves and acoustic waves, in section. With 2e support element layers are designated, which are designed as hollow cylinders of different lengths. The individual hollow cylinders are inserted into one another to form the absorber body. A support element core 9 designed as a solid cylinder is provided in the interior. Resistive layers 3e to 5e formed as cylindrical surfaces are arranged between the carrier elements. In the present embodiment, in the main direction of the incident electromagnetic and acoustic waves, both the mass of material from which the carrier element layers are made and the mass of resistance material per jump interval increase. As a result, both effective absorption for electromagnetic and acoustic waves is achieved.

In Fig. 7 ist mit 1f ein Absorberkörper bezeichnet, bei dem die zu absorbierenden Wellen mit ihrer Hauptrichtung senkrecht auf die Oberflächen der Widerstandsschichten 3f bis 6f auftreffen, die zwischen den Trägerelementschichten 2f eingeschlossen sind, wobei der Flächeninhalt der Widerstandsflächen in Hauptrichtung der einfallenden Wellen von Schicht zu Schicht zunimmt. Wie Fig. 7 zu entnehmen ist, ist die Widerstandsfläche 6f nicht unmittelbar bis an den Rand der sie einschließenden Trägerelementschichten geführt, was zweckmäßig im Hinblick auf die Brandsicherheit der Absorberkörper ist. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Widerstandsflächen als zusammenhängende Flächen ausgebildet, die die aneinanderliegenden Oberflächen der Trägerelementschichten nur teilweise bedecken. Die Widerstandsschichten könnten aber auch so ausgebildet sein, daß die aneinanderliegenden Flächen zwischen den Trägerelementschichten vollständig oder fast vollständig bedeckt sind, wobei die Flächenmasse der Widerstandsschichten mit zunehmender Eindringtiefe der elektromagnetischen Wellen anwachsen könnte.In Fig. 7, 1f denotes an absorber body, in which the waves to be absorbed impinge with their main direction perpendicular to the surfaces of the resistance layers 3f to 6f, which are enclosed between the support element layers 2f, the area of the resistance surfaces in the main direction of the incident waves from Layer to layer increases. As can be seen from FIG. 7, the resistance surface 6f is not led directly to the edge of the carrier element layers enclosing it, which is appropriate with regard to fire safety of the absorber body. In the present exemplary embodiment, the resistance surfaces are designed as coherent surfaces, which only partially cover the surfaces of the carrier element layers lying against one another. The resistance layers could, however, also be designed in such a way that the abutting surfaces between the support element layers are completely or almost completely covered, the surface mass of the resistance layers being able to increase with increasing penetration depth of the electromagnetic waves.

Die Widerstandsschichten aller dargestellten Ausführungsbeispiele von Absorberkörpern können zur weiteren Erhöhung der Absorptionswirkung für elektromagnetische Wellen zusätzlich Materialien mit hoher Permeabilität, wie z.B. ferritische Materialien oder Eisenoxyd, enthalten.To further increase the absorption effect for electromagnetic waves, the resistance layers of all illustrated exemplary embodiments of absorber bodies can additionally include materials with high permeability, such as e.g. ferritic materials or iron oxide.

Für die Absorberkörper können Schutzüberzüge aus einem für elektromagnetische, oder elektromagnetische und akustische Wellen durchlässigen Material vorgesehen sein.Protective coatings made of a material permeable to electromagnetic, or electromagnetic and acoustic waves can be provided for the absorber bodies.

Claims (23)

1. Breitbandabsorber für elektromagnetische Wellen mit einem Absorberkörper (1), der Trägerelemente für die Aufnahme eines elektrisch leitfähigen Widerstandsmaterials aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Absorberkörper (1) aus Trägerelementschichten (2), zwischen denen Widerstandsmaterial enthaltende Widerstandsschichten (3-7) eingeschlossen sind, besteht.1. broadband absorber for electromagnetic waves with an absorber body (1) having carrier elements for receiving an electrically conductive resistance material, characterized in that the absorber body (1) from carrier element layers (2), between which resistance material containing resistance layers (3-7) included are. 2. Breitbandabsorber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerelementschichten (2) aus einem nicht brennbaren Material, vorzugsweise Mineralwolle, bestehen.2. Broadband absorber according to claim 1, characterized in that the carrier element layers (2) consist of a non-combustible material, preferably mineral wool. 3. Breitbandabsorber nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstandsschichten (3 bis 7) aus einem Basismaterial, wie z.B. Glasvlies oder Papier, bestehen, das mit einer Dispersion aus einem elektrisch leitenden Material, z.B. Ruß oder Graphit, behaftet ist.3. broadband absorber according to claim 1 or 2, characterized in that the resistance layers (3 to 7) consist of a base material, such as glass fleece or paper, which is covered with a dispersion of an electrically conductive material, such as carbon black or graphite. 4. Breitbandabsorber nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Basismaterial mit der Dispersion getränkt ist.4. broadband absorber according to claim 3, characterized in that the base material is impregnated with the dispersion. 5. Breitbandabsorber nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dispersion auf das Basismaterial z.B. durch Anstreichen, Spachteln und/oder Spritzen aufgetragen ist.5. broadband absorber according to claim 3, characterized in that the dispersion is applied to the base material, for example by painting, filling and / or spraying. 6. Breitbandabsorber nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Dispersion aus einem elektrisch leitenden Material, wie z.B. Graphit oder Ruß, als Widerstandsschicht (3 bis 7), z.B. durch Anstreichen, Spachteln oder Spritzen, direkt auf die Oberfläche der Trägerelementschichten (2) aufgebracht ist.6. broadband absorber according to claim 1 or 2, characterized in that a dispersion of an electrically conductive material, such as graphite or carbon black, as a resistance layer (3 to 7), for example by painting, filling or spraying, directly onto the surface of the Carrier element layers (2) is applied. 7. Breitabsorber nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerelementschichten (2) planparallele Platten sind.7. Wide absorber according to one of claims 1 to 6, characterized in that the carrier element layers (2) are plane-parallel plates. 8. Breitbandabsorber nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Absorberkörper (1) quaderförmig sind.8. broadband absorber according to one of claims 1 to 7, characterized in that the absorber body (1) are cuboid. 9. Breitbandabsorber nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerelementschichten (2) als Hohlzylinder ausgebildet sind.9. broadband absorber according to one of claims 1 to 6, characterized in that the carrier element layers (2) are designed as hollow cylinders. 10. Breitbandabsorber nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Absorberkörper (1) zylinderförmig sind.10. broadband absorber according to one of claims 1 to 7, characterized in that the absorber body (1) are cylindrical. 11. Breitbandabsorber nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Flächen der Widerstandsschichten (3 bis 7) parallel zu einer vorbestimmten Richtung in Bezug auf den Absorberkörper (1) ausgerichtet sind.11. Broadband absorber according to one of claims 1 to 10, characterized in that the surfaces of the resistance layers (3 to 7) are aligned parallel to a predetermined direction with respect to the absorber body (1). 12. Breitbandabsorber nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstandsschichten (3 bis 7) in dem Absorberkörper (1) derart verteilt angeordnet sind, daß bei einem Fortschreiten in der vorbestimmten Richtung in senkrecht zur Fortschreitungsrichtung liegenden Ebenen eine kontinuierlich oder sprunghaft steigende Menge von Widerstandsschichten (3 bis 7) bzw. Widerstandsmaterial vorliegt.12. broadband absorber according to claim 11, characterized in that the resistance layers (3 to 7) in the absorber body (1) are arranged such that when advancing in the predetermined direction in planes lying perpendicular to the direction of progression, a continuously or abruptly increasing amount of Resistance layers (3 to 7) or resistance material is present. 13. Breitabsorber nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstandsschichten (3 bis 7) in der vorbestimmten Richtung unterschiedliche Längen aufweisen und daß die Länge der Widerstandsschichten (3 bis 7) von den Rändern zur Mitte des Absorberkörpers hin zu einem Maximum anwächst.13. Wide absorber according to claim 11 or 12, characterized characterized in that the resistance layers (3 to 7) have different lengths in the predetermined direction and that the length of the resistance layers (3 to 7) increases from the edges towards the center of the absorber body to a maximum. 14. Breitbandabsorber nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstandsschichten (3 bis 7) in Flächen liegen, die im wesentlichen senkrecht zu einer vorbestimmten Richtung in bezug auf den Absorberkörper (1) verlaufen.14. Broadband absorber according to one of claims 1 to 10, characterized in that the resistance layers (3 to 7) lie in areas which are substantially perpendicular to a predetermined direction with respect to the absorber body (1). 15. Breitbandabsorber nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Flächeninhalt der zwischen den Trägerelementschichten (2) eingeschlossenen Widerstandsschichten (3 bis 7) beim Fortschreiten in der vorbestimmten Richtung zunimmt.15. Broadband absorber according to claim 14, characterized in that the area of the resistance layers (3 to 7) enclosed between the carrier element layers (2) increases as they advance in the predetermined direction. 16. Breitbandabsorber nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Flächenmasse der zwischen den Trägerelementschichten (2) eingeschlossenen Widerstandsschichten (3 bis 7) beim Fortschreiten in der vorbestimmten Richtung zunimmt.16. Broadband absorber according to claim 14 or 15, characterized in that the mass per unit area of the resistance layers (3 to 7) enclosed between the carrier element layers (2) increases as they advance in the predetermined direction. 17. Breitbandabsorber nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstandsschichten (3 bis 7), die jeweils zwischen zwei Trägerelementschichten (2) eingeschlossen sind, jeweils als eine zusammenhängende Fläche ausgebildet sind.17. Broadband absorber according to one of claims 1 to 16, characterized in that the resistance layers (3 to 7), which are each enclosed between two carrier element layers (2), are each formed as a coherent surface. 18. Breitbandabsorber nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Flächen der Widerstandsschichten (3 bis 7) Aussparungen aufweisen.18. Broadband absorber according to claim 17, characterized in that the surfaces of the resistance layers (3 to 7) have recesses. 19. Breitbandabsorber nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstandsschichten (3 bis 7), die jeweils zwischen zwei Trägerelementschichten (2) eingeschlossen sind, jeweils aus mehreren nicht zusammenhängenden Teilflächen bestehen.19. broadband absorber according to one of claims 1 to 16, characterized in that the resistance layers (3 to 7), which are each enclosed between two carrier element layers (2), each consist of several non-contiguous partial surfaces. 20. Breitbandabsorber nach Anspruch 7 oder 8 sowie einem der Ansprüche 11 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Absorberkörper (1) so zu einem Breitbandabsorber zusammengefaßt sind, daß die Widerstandsflächen (3 bis 7) der einzelnen Absorberkörper (1) orthogonal zueinander ausgerichtet sind.20. Broadband absorber according to claim 7 or 8 and one of claims 11 to 19, characterized in that a plurality of absorber bodies (1) are combined to form a broadband absorber such that the resistance surfaces (3 to 7) of the individual absorber bodies (1) are aligned orthogonally to one another . 21. Breitbandabsorber nach einem der Ansprüche 1 bis 7 oder 9 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Absorberkörper (1) zur gleichzeitigen Absorption akustischer Wellen in einer vorbestimmten Richtung in bezug auf den Absorberkörper (1) einen sich verjüngenden Querschnitt aufweist.21. Broadband absorber according to one of claims 1 to 7 or 9 to 20, characterized in that the absorber body (1) for the simultaneous absorption of acoustic waves in a predetermined direction with respect to the absorber body (1) has a tapering cross section. 22. Breitbandabsorber nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstandsschichten (3 bis 7) zusätzlich ein Material mit hoher Permeabilität, wie z.B. ein ferritisches Material oder Eisenoxyd, aufweisen.22. Broadband absorber according to one of claims 1 to 21, characterized in that the resistance layers (3 to 7) additionally have a material with high permeability, such as a ferritic material or iron oxide. 23. Breitbandabsorber nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Absorberkörper (1) mit einem für elektromagnetische, oder elektromagnetische und akustische Wellen durchlässigen Überzug versehen ist.23. Broadband absorber according to one of claims 1 to 22, characterized in that the absorber body (1) is provided with a coating permeable to electromagnetic, or electromagnetic and acoustic waves.
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