RU2618493C1 - Method of obtaining radioactive coating - Google Patents
Method of obtaining radioactive coating Download PDFInfo
- Publication number
- RU2618493C1 RU2618493C1 RU2016111570A RU2016111570A RU2618493C1 RU 2618493 C1 RU2618493 C1 RU 2618493C1 RU 2016111570 A RU2016111570 A RU 2016111570A RU 2016111570 A RU2016111570 A RU 2016111570A RU 2618493 C1 RU2618493 C1 RU 2618493C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- mask
- split rings
- radar absorbing
- thickness
- coating
- Prior art date
Links
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
Landscapes
- Aerials With Secondary Devices (AREA)
- Shielding Devices Or Components To Electric Or Magnetic Fields (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к материалам, поглощающим электромагнитное излучение, и предназначено для применения в виде покрытия, которое наносится на изделие исследовательского медицинского, бытового и другого назначения.The present invention relates to materials that absorb electromagnetic radiation, and is intended for use in the form of a coating that is applied to a product of research medical, domestic and other purposes.
Известны различные способы изготовления материалов и покрытий для поглощения электромагнитного излучения (ЭМИ). Часто такие покрытия называют радиопоглощающими. По одному из способов [1] из графита, керметов и т.п. материалов изготавливают геометрические фигуры (например, цилиндры, конусы) различных размеров и закрепляют их на поверхности в определенном порядке. Недостатком такого способа является большой объем и масса поглощающих устройств. Их обычно применяют для поглощения излучения внутри помещения, закрепляя на стенах и потолках.There are various methods of manufacturing materials and coatings for the absorption of electromagnetic radiation (EMP). Often such coatings are called radar absorbers. In one of the ways [1] from graphite, cermets, etc. materials are made into geometric shapes (for example, cylinders, cones) of various sizes and fixed to the surface in a specific order. The disadvantage of this method is the large volume and mass of absorbing devices. They are usually used to absorb radiation indoors, fixing on walls and ceilings.
Известен также способ [2], по которому в жидкое полимерное связующее или его раствор вводят дисперсный поглощающий наполнитель (графит, феррит, сегнетоэлектрики, металлические сплавы типа "альсифер" и т.п.), а затем полученный жидкий материал наносят на защищаемую металлическую поверхность. Недостатком указанного способа получения радиопоглощающего покрытия является низкое поглощение в тонких слоях, необходимость нанесения большой толщины покрытия для получения высокого поглощения в диапазоне длин волн более 2 мм.There is also known a method [2], in which a dispersed absorbing filler (graphite, ferrite, ferroelectrics, alsifer type metal alloys, etc.) is introduced into a liquid polymer binder or its solution, and then the resulting liquid material is applied to a protected metal surface . The disadvantage of this method of obtaining a radar absorbing coating is low absorption in thin layers, the need to apply a large coating thickness to obtain high absorption in the wavelength range of more than 2 mm
Известен способ изготовления радиопоглощающего покрытия [3], включающий нанесение на основу из по меньшей мере одного слоя переплетенных арамидных высокомодульных нитей вакуумным напылением пленки из гидрогенизированного углерода с вкрапленными в него ферромагнитными кластерами при следующем соотношении компонентов, мас.%: ферромагнитные кластеры 50-80; гидрогенизированный углерод - остальное. Недостатком способа является высокое отражение электромагнитного излучения на низких частотах (до 20 ГГц).A known method of manufacturing a radar absorbing coating [3], including applying to the base of at least one layer of interwoven aramid high modulus filaments by vacuum deposition of a film of hydrogenated carbon interspersed with ferromagnetic clusters in the following ratio, wt.%: Ferromagnetic clusters 50-80; hydrogenated carbon - the rest. The disadvantage of this method is the high reflection of electromagnetic radiation at low frequencies (up to 20 GHz).
Известно использование в качестве радиопоглощающего покрытия металлического слоя в виде регулярного рисунка, состоящего из незамкнутых фигур различной формы, нанесенного на диэлектрическую подложку [4]. Подобные структуры получили в зарубежной литературе название «метаматериалы». Размеры и форма фигур могут быть различными, например вложенные друг в друга разрезные кольца. Способ изготовления таких структур не описан.It is known to use a metal layer as a radar absorbing coating in the form of a regular pattern consisting of open figures of various shapes deposited on a dielectric substrate [4]. Such structures have received the name "metamaterials" in foreign literature. The size and shape of the figures can be different, for example split rings embedded in each other. A method of manufacturing such structures is not described.
Наиболее близким к предлагаемому способу и принятому в качестве прототипа является способ [5], заключающийся в нанесении радиопоглощающего материала на защищаемую поверхность в несколько слоев с промежуточной сушкой каждого слоя, по крайней мере в один из слоев поглощающего покрытия перед сушкой помещают разрезные кольца из электропроводного материала толщиной более скин-слоя, с различным диаметром, после чего производят сушку этого слоя и наносят следующие слои необходимой толщины.Closest to the proposed method and adopted as a prototype is the method [5], which consists in applying the radar absorbing material on the surface to be protected in several layers with intermediate drying of each layer, at least one of the layers of the absorbing coating is placed before drying split rings of electrically conductive material thicker than the skin layer, with a different diameter, after which this layer is dried and the following layers of the required thickness are applied.
Данный способ создает покрытие, обладающее коэффициентом поглощения ЭМИ от 5 до 25 дБ в диапазоне частот от 1,75 до 12 ГГц. Недостатком данного способа является большая трудоемкость его изготовления.This method creates a coating with an absorption coefficient of EMR from 5 to 25 dB in the frequency range from 1.75 to 12 GHz. The disadvantage of this method is the high complexity of its manufacture.
Это обусловлено тем, что изготовление разрезных колец и крепление их к основанию слоя осуществляется ручным способом, а именно на оправки из нержавеющей стали наматывают виток к витку константановую проволоку и разрезают по образующей тонкой фрезой или ножницами. Каждое кольцо вручную помещают на поверхность основания слоя образца и закрепляют, например, с помощью клея. Эта процедура является малопроизводительной и не позволяет осуществлять промышленное изготовление радиопоглощающего покрытия. Предлагаемое изобретение устраняет этот недостаток.This is due to the fact that the manufacture of split rings and their fastening to the base of the layer is carried out manually, namely, a constantan wire is wound round to mandrel from stainless steel and cut into a thin mill or scissors to form it. Each ring is manually placed on the surface of the base of the sample layer and fixed, for example, with glue. This procedure is inefficient and does not allow the industrial production of radar absorbing coatings. The present invention eliminates this disadvantage.
Предлагаемое изобретение направлено на создание высокотехнологичного способа изготовления радиопоглощающего покрытия при сохранении радиопоглощающих свойств, присущих прототипу.The present invention is aimed at creating a high-tech method of manufacturing a radar absorbing coating while maintaining the radar absorbing properties inherent in the prototype.
Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе получения радиопоглощающего покрытия, заключающемся в нанесении на защищаемую поверхность радиопоглощающего материала в несколько слоев, включающем создание по крайней мере в одном из слоев разрезных колец из электропроводного материала толщиной более толщины скин-слоя, создание разрезных колец осуществляют путем магнетронного напыления через маску, окна в которой имеют форму и размеры, соответствующие форме и размерам разрезных колец, а режим напыления выбирают из заданной толщины слоя электропроводного материала.The specified technical result is achieved by the fact that in the known method for producing a radar absorbing coating, which consists in applying a radar absorbing material to several surfaces on a surface to be protected, including creating at least one of the layers of split rings from an electrically conductive material with a thickness greater than the thickness of the skin layer, creating split rings carried out by magnetron sputtering through a mask, the windows in which have a shape and size corresponding to the shape and size of the split rings, and the spraying mode is selected ute from a given thickness of the layer of conductive material.
В частном случае для нанесения покрытия на поверхность, площадь которой превышает площадь маски, напыление ведут шагами, равными длине маски.In a particular case, for coating a surface whose area exceeds the area of the mask, spraying is carried out in steps equal to the length of the mask.
В частном случае маску изготавливают из листового металла методом лазерной гравировки.In the particular case, the mask is made of sheet metal by laser engraving.
Пример 1 осуществления предлагаемого способа. Изготавливается маска, имеющая отверстия (окна), по форме и размерам соответствующие форме и размерам разрезных колец. Маска может быть выполнена известными способами из любого материала, обеспечивающего плотное прилегание к подложке, на которую наносится покрытие. Подложкой для нанесения разрезных колец является стеклоткань с фторопластовым покрытием марки ТАФ. Размер листа стеклоткани соответствует размеру маски и составляет 210×300 мм.Example 1 of the proposed method. A mask is made that has openings (windows) matching the shape and dimensions of the split rings. The mask can be made by known methods of any material that provides a snug fit to the substrate on which the coating is applied. The substrate for the application of split rings is a fiberglass with a fluoroplastic coating brand TAF. The size of the fiberglass sheet corresponds to the size of the mask and is 210 × 300 mm.
Стеклоткань плотно прикрепляется к маске и размещается в вакуумной камере в зоне распыления магнетронного распылительного устройства так, что маска направлена к магнетрону. Вакуумная камера откачивается до давления не более 6×10-5 Торр. Затем производится напуск аргона в вакуумную камеру до давления (0.5-4)×10-3 Торр, включается блок питания магнетрона и начинается процесс нанесения металла, в частности меди, на стеклоткань через маску. Время напыления выбирается таким, чтобы толщина напыленного металла была не менее толщины скин-слоя. Толщина скин-слоя для меди на частоте 1 ГГц составляет 2 мкм.Fiberglass is tightly attached to the mask and placed in a vacuum chamber in the spray zone of the magnetron spray device so that the mask is directed to the magnetron. The vacuum chamber is pumped to a pressure of not more than 6 × 10 -5 Torr. Then argon is poured into the vacuum chamber to a pressure of (0.5-4) × 10 -3 Torr, the magnetron power supply is turned on, and the process of applying metal, in particular copper, to fiberglass through a mask begins. The spraying time is chosen so that the thickness of the sprayed metal was not less than the thickness of the skin layer. The thickness of the skin layer for copper at a frequency of 1 GHz is 2 μm.
Предложенный способ требует определенных затрат для изготовления маски. После этого изготовление слоя радиопоглощающего материала может повторяться многократно. Причем каждый раз заданный рисунок будет повторяться с высокой точностью и низкими трудозатратами.The proposed method requires certain costs for the manufacture of masks. After this, the manufacture of a layer of radar absorbing material can be repeated many times. Moreover, each time a given pattern will be repeated with high accuracy and low labor costs.
Пример 2 осуществления частного случая предлагаемого способа. При необходимости изготовления радиопоглощающего покрытия, площадь которого превышает площадь маски, в качестве подложки используется рулон стеклоткани ТАФ, размеры которого ограничиваются только размерами вакуумной камеры. Длина ткани в рулоне может составлять несколько сотен метров. Маска изготавливается с помощью лазерной гравировки из листовой стали. Ширина маски равна ширине рулона стеклоткани, а длина определяется размером зоны распыления магнетронного распылительного устройства (далее магнетрона).Example 2 implementation of a special case of the proposed method. If it is necessary to manufacture a radar absorbing coating, the area of which exceeds the area of the mask, a TAF fiberglass roll is used as a substrate, the dimensions of which are limited only by the dimensions of the vacuum chamber. The length of fabric in a roll can be several hundred meters. The mask is made using laser engraving from sheet steel. The width of the mask is equal to the width of the fiberglass roll, and the length is determined by the size of the spray zone of the magnetron spray device (hereinafter magnetron).
Рулон стеклоткани помещается в установку вакуумного напыления. Между магнетроном и стеклотканью устанавливается маска. Откачка вакуумной камеры производится до давления 6×10-5 Торр. Затем производится напуск аргона в вакуумную камеру до давления (0.5-4)×10-3 Торр, включается блок питания магнетрона и начинается процесс нанесения металла, например меди, на стеклоткань через маску. После нанесения через маску рисунка разрезных колец нужной толщины магнетрон отключается, стеклоткань перемещается на один шаг, равный длине маски, и процесс напыления повторяется. Производительность данного способа составляет не менее 25 метров стеклоткани с рисунком разрезных колец в смену. Воспроизводимость рисунка по всей площади стеклоткани идеальна, чего нельзя добиться при ручном способе изготовления.The fiberglass roll is placed in a vacuum deposition unit. A mask is installed between the magnetron and fiberglass. The vacuum chamber is pumped out to a pressure of 6 × 10 -5 Torr. Then argon is poured into the vacuum chamber to a pressure of (0.5-4) × 10 -3 Torr, the magnetron power supply is turned on, and the process of applying metal, such as copper, to fiberglass through a mask begins. After drawing through the mask the pattern of split rings of the required thickness, the magnetron is turned off, the fiberglass moves one step equal to the length of the mask, and the spraying process is repeated. The performance of this method is at least 25 meters of fiberglass with a pattern of split rings per shift. The reproducibility of the pattern over the entire area of fiberglass is ideal, which cannot be achieved with a manual manufacturing method.
Таким образом, предложенный способ достигает поставленный технический результат - высокую технологичность изготовления радиопоглощающего покрытия с характеристиками поглощения ЭМИ, соответствующими прототипу.Thus, the proposed method achieves the set technical result - high manufacturability of the manufacture of a radar absorbing coating with EMP absorption characteristics corresponding to the prototype.
Список литературыBibliography
1. Ю.К. Ковнеристый, И.Ю. Лазарева. А.А. Раваев. Материалы, поглощающие СВЧ-излучение. М.: Наука, 1982 г., с. 85.1. Yu.K. Kovneristy, I.Yu. Lazarev. A.A. Rawaev. Microwave absorbing materials. M .: Nauka, 1982, p. 85.
2. Ю.К. Ковнеристый, И.Ю. Лазарева, А.А. Раваев. Материалы, поглощающие СВЧ-излучение. М.: Наука, 1982 г., с. 46, 88.2. Yu.K. Kovneristy, I.Yu. Lazareva, A.A. Rawaev. Microwave absorbing materials. M .: Nauka, 1982, p. 46, 88.
3. Патент РФ №2228565, МПК H01Q 17/00, приоритет 19.12.2002.3. RF patent No. 2228565, IPC H01Q 17/00, priority December 19, 2002.
4. Nanostructured Metamaterials European Commission Directorate-General for Research Communication Unit B-1049, Brussels.4. Nanostructured Metamaterials European Commission Directorate-General for Research Communication Unit B-1049, Brussels.
http://ec.europa.eu/research/industrial_technologies/pdf/metamaterials-brochure_en.pdfhttp://ec.europa.eu/research/industrial_technologies/pdf/metamaterials-brochure_en.pdf
5. Патент РФ №2200177, МПК C09D 5/32, приоритет 07.08.2001.5. RF patent №2200177, IPC C09D 5/32, priority 07.08.2001.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016111570A RU2618493C1 (en) | 2016-03-28 | 2016-03-28 | Method of obtaining radioactive coating |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016111570A RU2618493C1 (en) | 2016-03-28 | 2016-03-28 | Method of obtaining radioactive coating |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2618493C1 true RU2618493C1 (en) | 2017-05-03 |
Family
ID=58697632
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016111570A RU2618493C1 (en) | 2016-03-28 | 2016-03-28 | Method of obtaining radioactive coating |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2618493C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2785014C1 (en) * | 2021-10-12 | 2022-12-01 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Поволжский государственный университет телекоммуникаций и информатики" | Method for using s-elements to convert a normally incident uhf wave into surface scattering in the azimuthal plane |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001011189A (en) * | 1999-06-28 | 2001-01-16 | Japan Science & Technology Corp | Production of polymer composite and the polymer composite |
| RU2200177C1 (en) * | 2001-08-07 | 2003-03-10 | Московский государственный инженерно-физический институт | Method of obtaining radio-absorbing coat |
| RU2228565C1 (en) * | 2002-12-19 | 2004-05-10 | Санкт-Петербургский государственный технический университет | Radio-absorbing coating and its manufacturing process |
| RU2294948C1 (en) * | 2006-01-10 | 2007-03-10 | Московский инженерно-физический институт (государственный университет) | Method of making radio-absorbing coats |
-
2016
- 2016-03-28 RU RU2016111570A patent/RU2618493C1/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001011189A (en) * | 1999-06-28 | 2001-01-16 | Japan Science & Technology Corp | Production of polymer composite and the polymer composite |
| RU2200177C1 (en) * | 2001-08-07 | 2003-03-10 | Московский государственный инженерно-физический институт | Method of obtaining radio-absorbing coat |
| RU2228565C1 (en) * | 2002-12-19 | 2004-05-10 | Санкт-Петербургский государственный технический университет | Radio-absorbing coating and its manufacturing process |
| RU2294948C1 (en) * | 2006-01-10 | 2007-03-10 | Московский инженерно-физический институт (государственный университет) | Method of making radio-absorbing coats |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2785014C1 (en) * | 2021-10-12 | 2022-12-01 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Поволжский государственный университет телекоммуникаций и информатики" | Method for using s-elements to convert a normally incident uhf wave into surface scattering in the azimuthal plane |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104201468B (en) | X/K-band composite metamaterial and radome-array integrated structure | |
| CN111180839B (en) | Broadband electromagnetic wave absorption structure based on frequency selective surface | |
| CN110085996A (en) | A kind of Meta Materials wave absorbing device and its manufacturing method based on strontium titanates dielectric layer | |
| Shastri et al. | 3D printing of millimetre wave and low-terahertz frequency selective surfaces using aerosol jet technology | |
| JP2020524447A (en) | New hollow lightweight lens structure | |
| CN109638450B (en) | Active broadband directional diagram reconfigurable antenna housing | |
| RU2618493C1 (en) | Method of obtaining radioactive coating | |
| CN110808464B (en) | Wave-transparent/stealth integrated metamaterial structure and antenna housing and antenna window with same | |
| Patil et al. | 3D-printed dual-band energy harvester for WSNs in green IoT applications | |
| Zheng et al. | A new method for designing low RCS patch antenna using frequency selective surface | |
| Sun et al. | Patterned AlN ceramic for high-temperature broadband reflection reduction | |
| Baskey et al. | A flexible, ultra thin, frequency-selective-surface based absorber film for the radar cross section reduction of a cubical object | |
| CN111293440A (en) | Ultra-thin wave absorber based on deep sub-wavelength slit | |
| Hettak et al. | Screen-printed dual-band flexible frequency selective surface for 5G applications | |
| RU209860U1 (en) | Thin ultra-wideband absorber of electromagnetic radiation | |
| CN113690626B (en) | Wide-angle broadband metamaterial wave-absorbing structure and design method thereof | |
| Rajak et al. | A gain and bandwidth enhanced metamaterial based surface antenna for wireless communication | |
| Borgese et al. | Ultra-wideband linear polarization converters based on pixelated reflecting metasurfaces | |
| Sarkar | Frequency selective surfaces: Development and prospect | |
| RU2678937C1 (en) | Ultra-wideband absorbent coating | |
| Yu et al. | A radar-infrared compatible broadband absorbing surface: Design and analysis | |
| Döken et al. | A simple frequency selective absorber surface design | |
| RU2714110C1 (en) | Multilayer ultra-wideband absorbent coating | |
| Liu et al. | Design of FSS-based UWB absorber using multi-layer modified circular ring | |
| RU2431223C1 (en) | Electromagnetic wave absorber |