RU2821816C1

RU2821816C1 - Экран

Info

Publication number: RU2821816C1
Application number: RU2023135034A
Authority: RU
Inventors: Михаил Юрьевич Максюков
Original assignee: Михаил Юрьевич Максюков
Filing date: 2023-12-25
Publication date: 2024-06-26

Abstract

Использование: изобретение относится к разделу электронной техники и может быть использовано при наличии необходимости обеспечить защиту людей, находящихся в помещениях с окнами, при расположении таких помещений вблизи источника СВЧ излучения, например при нахождении людей в рубках кораблей при размещении над рубкой работающих морских радиолокационных систем. Сущность: светопрозрачный экран от сверхвысокочастотного излучения содержит по меньшей мере две пластины, выполненные из светопрозрачного материала, расположенные друг за другом, характеризующийся тем, что в нем по меньшей мере одна из пластин снабжена проводящим электрический ток светопрозрачным покрытием. При этом на поверхности упомянутого покрытия сформированы медные электрические проводники, которые с одной своей стороны имеют электрический контакт с упомянутым светопрозрачным покрытием, упомянутые медные проводники выполнены с возможностью электрического контакта с заземляющим проводником, по меньшей мере часть упомянутых медных проводников образует замкнутый электропроводящий контур, проходящий в краевой зоне по периметру экрана. Технический результат: эффективное ослабление излучения СВЧ-диапазона. 12 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.

Description

Изобретение относится к разделу электронной техники и может быть использовано при наличии необходимости обеспечить защиту людей, находящихся в помещениях с окнами, при расположении таких помещений вблизи источника СВЧ излучения, например при нахождении людей в рубках кораблей при размещении над рубкой работающих морских радиолокационных систем.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Известен поглотитель электромагнитных волн, выполненный в виде диэлектрического слоя заданного размера - связующего и наполнителя, распределенного в объеме связующего (патент РФ на изобретение №2383089). При этом наполнитель содержит множество дискретных электропроводящих резонансных элементов. Электропроводящие резонансные элементы выполнены в виде спиралей и/или меандров и распределены в объеме связующего равномерно, при этом они дополнительно распределены и по их длине.

Известно радиопоглощающее покрытие, которое содержит основу из двух или более слоев переплетенных рядов нитей, скрепленных радиопрозрачным материалом, с нанесенной на каждый слой вакуумным распылением пленкой из гидрогенизированного углерода с вкрапленными в него частицами ферромагнитного материала (патент РФ на изобретение №2370866). Направление переплетенных рядов нитей одного слоя тканого материала составляет с направлением переплетенных рядов нитей смежного слоя угол 60-120°. Содержание частиц ферромагнитного материала составляет от 5 мас. % в пленке, нанесенной на наружный слой переплетенных рядов нитей, до 85 мас. % в пленке, нанесенной на слой переплетенных рядов нитей, прилегающий к защищаемой поверхности.

Известен радиопоглощающий материал для поглощения СВЧ-излучения, содержащий: электропроводные немагнитные прямолинейные волокна двух типов, длина, диаметр и объем волокон первого типа подобраны для получения первой диэлектрической проницаемости, электропроводные немагнитные прямолинейные волокна второго типа, длина, диаметр и объем которых подобраны для получения второй диэлектрической проницаемости, и диэлектрическое связующее вещество с относительно низкими диэлектрическими потерями для связывания волокон первого и второго типов в единый материал таким образом, что волокна первого и второго типов произвольно ориентированы и равномерно распределены в объеме связующего вещества в одном слое(патент США №5661484). Такой поглощающий материал имеет комплексную диэлектрическую проницаемость, что позволяет материалу поглощать ЭМИ в широком диапазоне. Волокна первого типа выполняются из графита марки Т300 или AS-4 с малым диаметром и обладают относительно высоким электрическим сопротивлением. Волокна второго типа изготовлены из металлов - нержавеющей стали, Ni, Cu - и покрыты графитом. В качестве диэлектрического материала используют резину или полимеры.

Общий недостаток известных материалов состоит в том, что ни один из них не является светопрозрачным и их нельзя использовать для оконных проемов в качестве замены обычного стекла.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Терминам, выражениям и сокращениям, используемым в настоящем тексте, придают следующее значение:

СВЧ - электромагнитные колебания сверхвысокой частоты с частотой от 300 МГц до 300 ГГц.

Остальные термины и выражения используют в обычном смысле, известном специалистам в данной области техники.

Задачей настоящего изобретения является создание светопрозрачного экрана СВЧ-излучения, который мог бы устанавливаться в проемах вместо стекла.

Благодаря созданию светопрозрачных экранов, появляется возможность исключить применение дополнительных металлических щитов и ставень, которые традиционно применяются для защиты экипажа транспортных средств от СВЧ-излучения, проникающего через оконные проемы, и заслоняют обзор.

Технический результат, обеспечиваемый при использовании изобретения состоит в том, что как было неожиданно установлено, нанесение проводящего контура по краям светопрозрачных пластин, имеющих светопрозрачное токопроводящие покрытие, и ее (рамки) заземление позволяет эффективно ослаблять излучение СВЧ-диапазона.

Указанная задача решается благодаря тому, что светопрозрачный экран от сверхвысокочастотного излучения, содержащий в себе, по меньшей мере, две пластины, выполненные из светопрозрачного материала, расположенные друг за другом, характеризующийся тем, что в нем:

по меньшей мере, одна из пластин, снабжена проводящим электрический ток светопрозрачным покрытием,

при этом на поверхности упомянутого покрытия сформированы медные электрические проводники, которые с одной своей стороны имеют электрический контакт с упомянутым светопрозрачным покрытием,

упомянутые медные проводники выполнены с возможностью электрического контакта с заземляющим проводником,

по меньшей мере часть упомянутых медных проводников образует замкнутый электропроводящий контур, проходящий в краевой зоне по периметру экрана.

Далее вышеупомянутое устройство, охарактеризованное в общих категориях, поясняется на примере некоторых особенно предпочтительных форм выполнения, обеспечивающими получение дополнительных преимуществ.

Упомянутые пластины могут быть склеены между собой.

В одном из предпочтительных вариантов осуществления экран может содержать две пластины, выполненные из стекла, склеенные между собой.

В еще одном предпочтительном варианте осуществления толщина, по меньшей мере, одной из пластин составляет самое меньшее 6 мм.

В другом предпочтительном варианте осуществления коэффициент светопропускания пакета из упомянутых пластин составляет, по меньшей мере, 70%.

В одном из предпочтительных вариантов осуществления упомянутые пластины склеены между собой органическим полимером, предпочтительно поливинилбутиралем.

В еще одном из предпочтительном варианте осуществления упомянутый светопрозрачный материал представляет собой светопрозрачный неорганический материал, предпочтительно силикатное стекло.

В другом предпочтительном варианте осуществления упомянутые медные проводники выполнены посредством газодинамического напыления.

В одном из предпочтительных вариантов осуществления поверхность пластины, на которой расположены упомянутые медные проводники, закрыта другой пластиной.

В еще одном предпочтительном варианте осуществления две или три из пластин снабжены проводящим электрический ток светопрозрачным покрытием, по меньшей мере, с одной стороны.

В другом предпочтительном варианте осуществления проводимость проводящего электрический ток светопрозрачного покрытия составляет, по меньшей мере, 50 м/см², предпочтительно, по меньшей мере, 10 Ом/см².

В одном из предпочтительных вариантов осуществления проводящее электрический ток светопрозрачное покрытие расположено с одной стороны пластины.

В еще одном из предпочтительных вариантов осуществления частота СВЧ-излучения составляет 300-7000 МГц.

Необходимо понимать, что в настоящем тексте изобретение охарактеризовано только такими признаками, которые достаточны для решения поставленной задачи, реализации назначения и достижения выбранного технического результата; специального упоминания всех без исключения признаков и утилитарных характеристик изобретения не требуется, если специалистам должно быть известно, что изделия того же рода обладают такими признаками и утилитарными характеристиками и без них не реализуется основное назначение; тем более не требуется ограничивать обобщенные признаки какими-либо конкретными вариантами, если таковые должны быть известны специалистам и (или) могут быть подобраны по известным правилам.

Вышеописанный экран может применяться, в частности, для изготовления остекления водного транспорта с обеспечением защиты от проникновения в обитаемый отсек корабля СВЧ излучения.

Конструкция и использование устройства наглядно иллюстрируется фигурами 1-2 на примере частных и конкретных вариантов воплощения.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

На фиг. 1 изображено многослойное триплексное стекло с защитой от СВЧ излучения.

На фиг. 2 показана схема экспериментальной установки для измерения степени поглощения СВЧ-сигнала устройством по изобретению.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

При прохождении через многослойный экран (фиг. 1) электромагнитное излучение ослабляется за счет эффектов отражения, поглощения и переотражения.

Для исследования изготовили экран, состоящий из двух пластин силикатного стекла толщиной 6 мм, склеенных между собой поливинилбутиральной пленкой.

Одна из пластин выполнена из силикатного стекла с жестким сплошным покрытием оксидом индия-олово проводимостью 10 Ом/см² с одной стороны. В краевой зоне пластины по ее периметру методом газодинамического напыления нанесен медный проводник. Проводник нанесен по замкнутому контуру для равномерного выравнивания электрической проводимости. Защита от окисления не требовалась, т.к. проводник располагался в склеивающем слое между пластинами без доступа кислорода. На каждую сторону пластины непосредственно к медному проводнику припаивали выводы для подключения заземления. К медному проводнику через выводы электрически подключали заземление (в случае транспортного средства заземление выводят на корпус).

Для определения способности экрана ослаблять СВЧ излучение, проводили эксперимент, схема которого представлена на фиг. 2.

Использовали следующее оборудование:

• генератор ВЧ №5183А-520,

• анализатор спектра FSH13,

• антенну приемную 300-7000 МГц,

• антенну передающую ЛПА-2-01,

• ВЧ кабели,

• экранирующий шкаф (технологический). Приемную антенну помещали в экранирующий шкаф.

Тестовый сигнал с фиксированным уровнем 10 dBm с генератора излучался передающей антенной.

Уровень сигнала за экраном измеряли на приемной антенне в отсутствие передней стенки (опорный уровень сигналов) в диапазоне частот 300-7000 МГц.

В серии сравнительных экспериментов отверстия в стенке закрывали металлическим листом, электрически связанным со стенкой, и измеряли уровни сигнала на приемной антенне.

Далее отверстие в стенке закрывали тестируемым экраном, электрически связанным со стенкой, и измеряли уровни сигнала на приемной антенне.

Коэффициент экранирования рассчитывали, как разницу (в дБ) между измеренным и опорным уровнями сигналов.

Ниже в таблице 1 представлена зависимость коэффициента экранирования от частоты СВЧ-излучения, полученная в эксперименте, изображенном на фиг. 2.

Максимальное ослабление сигнала тестируемым экраном составило 34 dB на частоте 500МГц; минимальное ослабление 5dB на частотах 100 и 4000 МГц.

Как видим, коэффициент ослабления экрана сопоставим с таковым у сплошного металлического листа.

Claims

1. Светопрозрачный экран от сверхвысокочастотного излучения, содержащий в себе по меньшей мере две пластины, выполненные из светопрозрачного материала, расположенные друг за другом, характеризующийся тем, что в нем:

по меньшей мере одна из пластин снабжена проводящим электрический ток светопрозрачным покрытием,

2. Экран по п.1, характеризующийся тем, что в нем упомянутые пластины склеены между собой.

3. Экран по п.1, характеризующийся тем, что он содержит две пластины, выполненные из стекла, склеенные между собой.

4. Экран по п.1, характеризующийся тем, что в нем упомянутые пластины склеены между собой органическим полимером, предпочтительно поливинилбутиралем.

5. Экран по п.1, характеризующийся тем, что толщина по меньшей мере одной из пластин составляет самое меньшее 6 мм.

6. Экран по п. 1, характеризующийся тем, что в нем коэффициент светопропускания пакета из упомянутых пластин составляет по меньшей мере 70%.

7. Экран по п.1, характеризующийся тем, что в нем упомянутый светопрозрачный материал представляет собой светопрозрачный неорганический материал, предпочтительно силикатное стекло.

8. Экран по п.1, характеризующийся тем, что в нем упомянутые медные проводники выполнены посредством газодинамического напыления.

9. Экран по п.1, характеризующийся тем, что в нем поверхность пластины, на которой расположены упомянутые медные проводники, закрыта другой пластиной.

10. Экран по п.1, характеризующийся тем, что в нем две или три из пластин снабжены проводящим электрический ток светопрозрачным покрытием по меньшей мере с одной стороны.

11. Экран по п.1, характеризующийся тем, что в нем проводимость проводящего электрический ток светопрозрачного покрытия составляет по меньшей мере 5 Ом/см², предпочтительно по меньшей мере 10 Ом/см².

12. Экран по п.1, характеризующийся тем, что в нем проводящее электрический ток светопрозрачное покрытие расположено с одной стороны пластины.

13. Экран по п. 1, характеризующийся тем, что частота СВЧ-излучения составляет 300-7000 МГц.