Файл: Радиотехнические системы в ракетной технике..pdf

волн, при других углах падения коэффициент отражения резко возрастает.

Простейшая схема РПП интерференционного типа представляет собой резонансный поглотитель, состоящий из гомогенного слоя диэлектрика, наложенного на защищаемый металл. Толщина слоя диэлектрика, его диэлектрическая постоянная и тангенс угла ди­ электрических потерь могут быть выбраны такими, что коэффи­ циент отражения на некоторой, наиболее вероятной волне будет равен нулю. При этом наибольшее отклонение частоты падающей волны от резонансной частоты поглощаемого излучения не должно превышать (без значительного понижения эффективности погло­ щения энергии) ±5% .

6.4. Многослойные интерференционные покрытия

Поглощающая способность многослойных покрытий иихдиапазонность существенно зависят от количества слоев, толщины слоев и электрических параметров используемых материалов.

Рис. 6.3. Изменение коэффициента отражения г

для двухслойной поглощающей структуры интер­ ференционного типа

Рассмотрим поглощающую способность многослойных структур, состоящих из чередующихся диэлектрических слоев (без потерь) и тонких поглощающих пленок.

Для двухслойной структуры зависимость коэффициента отра­ жения от частоты при почти перпендикулярном падении волны

225

показана на рис. 6.3. Коэффициент отражения г обращается в нуль при входной проводимости второго слоя ys= 1 для

ех— диэлектрическая проницаемость диэлектрика; <ф — толщина диэлектрика.

Рис. 6.4. Изменение коэффициента отражения г для трех­

слойной поглощающей структуры интерференционного типр (параметры РГ1П приведены в табл. 6.1)

жет применяться как поглощающее покрытие. Однако применение ее вследствие очень узкой частотной характеристики весьма огра­ ничено (только для РЛС, работающих на одной частоте).

Изменение коэффициента отражения для трехслойной структу­ ры приведено на рис. 6.4. Введение дополнительного диэлектри­ ческого слоя (с13, ез) позволяет получить нужное согласование на

226

двух частотах, расширяя тем самым полосу поглощения радио­ волн. В этом случае входная проводимость второго слоя

Уз =

На основе результатов расчета (табл. 6.1) можно сделать вы­ вод о том, что структуры с малыми значениями диэлектрической проницаемости дают «лучшие кривые» коэффициента отражения (рис. 6.4), требуя в то же время и наибольшей толщины, прибли­ зительно равной Хмакс/4 (где Хмакс— наибольшее значение длины волны в заданном диапазоне работы средств РПД).

Расчет коэффициента отражения для пятислойной структуры уже достаточно трудоемок. Относительно простое решение полу­ чается в случае равенства оптических и геометрических толщин всех диэлектрических слоев. При этих условиях возможно согла­ сование входной проводимости структуры с волновой проводимо­ стью пространства для длин волн: Х = Хо, Х = Хо/2, Х = Хо/3. Особен­ ностью этой структуры является 0 2 > 0 4 . При отражении энергии около 2% (или 14,1% по полю) отношение верхней предельной длины волны к нижней должно быть равным 4:1, а общая тол­ щина структуры при этом составит Хмакс/4. Зависимость коэффи­ циента отражения от длины волны для пятислойной структуры приведена на рис. 6.5а и в табл. 6.2.

Т а б л и ц а 6.2

Характеристики пятислойной поглощающей структуры

227

Отношение Х0/А

а

5

Рис. 6.5. Изменение коэффициента отражения для поглощающих структур интерференционного типа:

ипятислойного (параметры РПП приведены в табл. 6.2); б — семислойного (пара­

метры РПП приведены в табл. 6.3)

228

Для семислойных структур (требуемое согласование при длинах

электрических слоев отражение электромагнитной энергии во всем диапазоне волн практически меньше 1 % по мощности. Отношение верхней критической волны к нижней составляет 5,6 (2% по мощ­ ности) при общей толщине структуры немногим более ХМакс/4

(рис. 6.56, табл. 6.3).

Экспериментальные значения коэффициента отражения для се­ мислойной структуры показаны на рис. 6.6 (диэлектрические слои — пенопласт с добавкой алюминиевой пудры, поглощающие

Рис. 6 .6. Коэффициенты отражения семислойного РПП по экс­ периментальным данным (электрическое поле параллельно плоскости падения, угол падения 15° и 45°)

слои — 0,02 мм твердая пленка, покрытая коллоидным графитовым раствором).

В заключение следует сказать, что интенсивность отражения электромагнитной энергии многослойными поглощающими струк­ турами зависит также от угла падения волны, ее поляризации и максимально допустимой рабочей температуры материала. Ти­ пичная зависимость отраженной мощности от угла падения и по­ ляризации электромагнитной волны показана на рис. 6.7.

229

231