какой материал не пропускает радиоволны
Невидимый для радаров. Теория искусственного диэлектрика
Радиопоглощающие материалы способны сделать самолеты и другую технику «невидимыми» для радиолокатора. Их также используют для покрытия «безэховых камер», предназначенных для испытаний радиоизлучающих устройств. Эти материалы необходимы и в технике сверхвысоких частот.
Требования к качеству радиопоглощающих покрытий постоянно возрастают. Уровень поглощения электромагнитного излучения зависит от диэлектрической проницаемости. «Естественные» материалы не всегда имеют необходимую проницаемость, поэтому на практике широко применяются искусственные композиционные материалы. Например, частички железа или короткие отрезки тонкого провода, добавленные в твердеющий пластик.
Ученые Крымского федерального университета имени В.И. Вернадского (КФУ) рассчитали свойства искусственного диэлектрика, который сможет поглощать электромагнитное излучение в различных диапазонах. Результаты исследования опубликованы в журнале «Journal of Communications Technology and Electronics».
Исследование проведено на основе разработанного нового метода решения задач дифракции на периодических структурах, с применением математических вычислительных методов и компьютерного моделирования. Численные расчеты показали, что при одной и той же толщине радиопоглотитель на основе резистивных квадратов имеет почти вдвое меньший уровень отражения в широком диапазоне частот по сравнению с известным аналогом.
Построена теория искусственного диэлектрика на основе тонких проводящих квадратиков, распределенных в связующей среде. Расчет характеристик такого композита показал его применимость в качестве эффективного радиопоглотителя.
На основе решения задачи дифракции нормально падающей электромагнитной волны на многослойных решетках из резистивных элементов проведен расчет дисперсии эффективной диэлектрической проницаемости структуры из резистивных квадратов, расположенных в диэлектрическом слое. Установлено, что дисперсия имеет релаксационный характер. Показана возможность управления дисперсионной характеристикой в широких пределах путем варьирования параметров структуры. Оценено отношение длины волны к периоду структуры, при котором адекватна процедура сопоставления рассматриваемой структуре однородного слоя.
Напомним, что дифракция — это отклонение от прямолинейного распространения на резких неоднородностях среды, а диэлектрическая проницаемость – это один из основных параметров, характеризующих электрические свойства диэлектриков. Другими словами она определяет насколько хорошим изолятором является тот или иной материал.
Сравнивая оптические свойства диэлектриков и металлов, следует отметить, что свободные электроны в металлах приводят к практически полному отражению электромагнитных волн от поверхности металлов,чем и объясняется их характерный блеск. Напротив, электромагнитные волны оптической частоты легко проникают в диэлектрики, причем большинство диэлектриков оптически прозрачны (окраска и непрозрачность некоторых из них объясняются наличием поглощающих свет примесей или рассеянием света на неоднородностях структуры.
По мнению ученых, результаты исследования открывают возможности для создания новых, более совершенных радиопоглощающих покрытий с малым удельным весом для военной техники, безэховых камер и других применений. По словам профессо кафедры экспериментальной физики Физико-технического института КФУ Владимира Пономаренко, за счет масштабирования структур диэлектрика можно менять диапазон его радиопоглощения.
Следующий этап – разработка технологии изготовления радиопоглощающих материалов и создание образцов для специальных производственных предприятий.
Мы уже писали о том, что американские и китайские физики разработали метаматериал, способный скрывать предметы произвольной формы от радаров.
Более того, он способен защищать антенны от помех и создавать избирательную проницаемость среды. Об этом пишет издание Euromobile. Сам материал представляет собой решетку из пластиковых и медных компонентов.
Ученые изучили так называемое «темное» состояние метаматериала. Речь идет о покрытом наночастицами предмете, который практически не взаимодействует с проходящими через него светом и радиоволнами.
Физики использовали рифленый провод, то есть на медный провод надето множество цилиндрических и кубических структур, которые разделены вставками из пластика-диэлектрика. Размеры были подобраны так, чтобы была возможность пропускать электромагнитные волны на определенных частотах.
Благодаря этой конструкции провод получил способность пропускать радиоволны, а не отражать и не рассеивать их. Однако, чтобы скрыть какой угодно предмет от радара, нужно определить, на какой частоте он работает.
Радиопоглощающие материалы. Виды и классификация РПМ. Применение в «стелс-технологиях»
Радиопоглощающие материалы (РПМ) предназначены для преобразования электромагнитных волн в иные виды энергии. Способов для этого есть несколько, в том числе поглощение или рассеяние. В силу этого РПМ используются в качестве покрытий для различных поверхностей: они уменьшают коэффициент отражения электромагнитных волн.
Разделить радиопоглощающие материалы можно на два вида – узко- и широкодиапазонные. Первые обычно создаются из различного рода пластмасс или пластиков. В случае со вторыми используется ферромагнетик, он вводятся в слой изоляции, состоящий из немагнитного диэлектрика. Кроме того, повысить эффективность покрытия можно, применив несколько слоев в одном пласте.
Структура РПМ может быть как однородной, так и нет, может включать в себя, к примеру, дифракционные решетки.
Стоит отметить, что для РЛС радиопоглощающие материалы не являются полностью непрозрачными. Так что разговоры о самолетах-«невидимках» во многом лишены основания. В тоже время, в зависимости от материала, можно добиться существенного снижения ЭПР объекта, что может помочь сделать его менее заметным для локаторов.
Есть еще одна классификация, которая поможет лучше понять виды РПМ. Их можно поделить на резонансные, нерезонансные магнитные и нерезонансные объемные материалы. Резонансные отражают излучение, в зависимости от своих свойств, целиком или полностью. Нерезонансные включают в себя феррит, который позволяет рассеивать излучение по поверхности. Нерезонансные объемные, благодаря большому количеству слоев, поглощают большую часть лучей, направленных на объект.
Российское МО публикует у себя на сайте собственную классификацию. Оно подразделяет РПМ на поглощающие, интерференционные и комбинированные.
Наиболее перспективными радиопоглощающими материалами, отмечается в заметке, аэросил и модифицированный графит. Их вооруженные силы используют в средствах маскировки в виде аэрозольных систем, добавок к пенам. В виде аэрозольных систем РПМ могут быть впрыснуты в дымовое облако. Их добавляют в пиротехнические составы дымовых шашек и гранат, а также пены. Благодаря этому аэрозоли и пены получают дополнительные маскирующие свойства.
Современные РПМ, в частности, используются для покрытия боеголовок ракет, что снижает вероятность их обнаружения, а также повышает эффективность преодоления систем ПВО противника. Они могут использоваться как в виде лакокрасочных покрытий, так и сотовых конструкционных материалов (например, разработка ИРЗ).
Ижевский радиозавод (ИРЗ) представил новое радиопоглощающее покрытие РПМ-СА. Речь идёт о ячеистой структуре с повышенными показателями поглощения радиоволн. Именно сотовые конструкции и стеклопластик наиболее технологически освоены в авиастроении.
На истребителях F-22 и F-35 используется полимерное покрытие с частицами ферромагнетика толщиной в несколько миллиметров, которое поглощает радиоволны в основном в сантиметровом диапазоне. Покрытие приклеивается на поверхность самолета и разрушается/отслаивается под действием нагрева при полете на околозвуковых и сверхзвуковых скоростях, а также на малых высотах под действием пыли.
Поэтому в местах базирования F-22 и F-35 в обязательном порядке размещают стационарные ангары для снятия разрушенного/отслоившегося покрытия и нанесения нового. Т.е. американская стелс-технология ориентирована только на применение с базовых аэродромов или авианосцев.
О недавних публикациях
Кроме перечисленных выше, имеются еще метаматериалы с отрицательным углом отражения электромагнитных волн.
Недавно китайское издание Sohu писало о новом китайском метаматериале Metasurface, которое способно обеспечить малую заметность для радаров истребителям J-20. Новая математическая модель, описывает поведение электромагнитных волн при контакте с поверхностью металла, покрытого микроскопическими узорами.
Специалисты считают, что китайское решение не подходит для воздушных летательных аппаратов, поскольку гравировка на поверхности металла будет подвергаться пылевой эрозии.
РАДИОПОГЛОЩАЮЩИЕ И РАДИОПРОЗРАЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
РАДИОПОГЛОЩАЮЩИЕ И РАДИОПРОЗРАЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ, неметаллич. материалы, обеспечивающие поглощение или пропускание электромагн. излучения радиочастотного диапазона (10 5 — 10 12 Гц) при миним. его отражении. Распространяясь в объеме этих материалов, электромагн. излучение (ЭМИ) создает переменное электрич. поле, энергия к-рого преобразуется в тепловую энергию практически полностью-в радиопоглощающих и минимально-в радиопрозрачных материалах.
Радиопоглощающие материалы. В радиопоглощающих материалах и конструкциях наряду с диэлектрич. и магн. потерями имеют место дисперсия, дифракция, интерференция и полное внутр. отражение радиоволн, вызывающие дополнит. ослабление энергии ЭМИ вследствие рэлеевского рассеяния, сложения волн в противофазе и др. Изделия из таких материалов поглощают потоки электромагн. энергии плотн. 0,1-8,0 Вт/см 2 ; интервал рабочих т-р — 60 — 1300°С; уровень отраженного излучения 0,001-5%.
Основу радиопоглощающих материалов составляют орг. или неорг. (гл. обр. оксиды и нитриды) в-ва, в к-рые в качестве активной поглощающей компоненты вводят порошки графита, металлов и их карбидов.
Рассеивающие радиопоглощающие материалы обеспечивают многократное отражение и рассеяние волн. Изделия из них-чаще всего полые пирамидальные конструкции из пенополистирола, внутр. стенки к-рых покрыты графитом, или трубы из стеклопластиков, покрытые снаружи слоем SiC.
Керамич. материалы представляют собой, как правило, плотноспеченные материалы из оксидов металлов с низким электрич. сопротивлением [напр., Ti 3 O 4 и (AlTi) 2 O 3 ] или оксидов и нитридов В и А1 с добавкой металлов (W, Mo, Ti, Zr, Hf) или их карбидов. Обладают высокими теплопроводностью, мех. прочностью и термостойкостью. Для экранирования от радиоизлучений высокой интенсивности изготовляют многослойные материалы из микросфер оксида А1 и титаната Ва, соединенных между собой алюмофосфатным цементом. К группе керамич. материалов относят также плотный пиролитич. углерод.
Ферритовые материалы, отличающиеся большими магн. потерями, характеризуются высокой поглощающей способностью, что позволяет использовать их в виде облегченных элементов, напр. тонкослойных (до 0,2 мм) покрытий из FeO·Fe 2 O 3 или МnО·Fe 2 O 3 с эпоксидным связующим, или плиток, смонтированных на металлич. листе и защищенных стеклотканью или слоем пластмассы.
Радиопоглощающие материалы применяют в виде покрытий металлич. пов-стей самолетов, танков, ракет и кораблей с целью их радиолокац. маскировки, для защиты людей от воздействия радиоизлучений высокой интенсивности, создания радиогерметич. безэховых испытат. камер, поглотителей энергии в электронных приборах, обеспечения радиосовместимости частей аппаратуры.
Основу таких материалов составляют орг. и неорг. диэлектрики-пластмассы, керамопласты, керамика, плавленый кварц, ситаллы.
Керамопласты изготовляют на основе: алюмофос-фатной керамики, армированной стекловолокном; стеклопластиков, пропитанных высокоактивным коллоидным SiO 2 ; кварцевых или сапфировых нитей и тканей со связующими, используемыми в стеклопластиках. Керамопласты с повыш. стойкостью к эрозии под действием внеш. среды получают путем плазменного нанесения на пов-сть пластика (до и после его отверждения) тонкого слоя тугоплавкого оксида, карбида или борида. По сравнению с пластиками обладают большей прочностью и однородностью, работают в условиях т-р до 650 °С.
Радиопрозрачлые материалы широко используют в антенных обтекателях самолетов и ракет в условиях аэроди-намич. и тепловых ударов, дождевой, пылевой, газовой эрозии и ионизирующих излучений, в качестве перегородки-окна в ускорителях и электронных приборах, для обеспечения передачи электромагн. энергии.
Как ограничить любые радиоволны и излучение?
Мелкая металическая сетка 10×10? естественно заземлить.
От излучения поможет землянка. Или глубокая яма, типа могилы!
Это что-то новое! 
Vovanchik58 написал :
От излучения поможет землянка. Или глубокая яма, типа могилы!
и то от проникающего не очень, лучше бетонно-свинцовый саркофаг.
1 написал :
Бюджет небольшой, хотелось бы изготовить это из подручных материалов.
Нестыковочка
Vovanchik58 написал :
От излучения поможет землянка. Или глубокая яма, типа могилы!
Излучение может быть не только ионизирующее, может еще и ЭМ-излучение.
Ну, это уже и от радиации спасёт. 
В земле радиоволны не распространяются.
Земля хороший подручный материал, а главное бесплатно пока, если не на территории кладбища. 
CAMPER написал :
Излучение может быть не только ионизирующее, может еще и ЭМ-излучение.
Vovanchik58 написал :
Что делать будем? Я не зря о могиле заговорил.
Вам бы все хиханьки да хаханьки )))
Если серьезно, то мелкоячеистая заземленная сетка это радио. А от ионизации тока саркофаг и красненького регулярно))).
ЗЫ. Работаю на радиоцентре, все здание так экранированно.
шапочка из фольги
CAMPER написал :
Вам бы все хиханьки да хаханьки )))
Какой вопрос, такой и ответ.
В такой постановке вопроса задача решения не имеет.
зачем землянка? Живите в пещере, все предки так делали
Переделка зарядных устройств и не только
1 написал :
Как вариант- пенопласт (т.к. немного утепления не помешает) обмотанный алюминиевой фольгой. Бюджет небольшой, хотелось бы изготовить это из подручных материалов.
Не проще заплатить налоги (алименты) и спать спокойно.
существуют электропроводящие краски- у капарола например,при заземлении их- экранировка полная.
CAMPER написал :
Работаю на радиоцентре, все здание так экранированно.
Сетка против радиоволн и помех естественно подходит, это очень всё просто и даже обсуждению не подлежит. Я сам не раз для подопытных собак в клинике такую делал. Мы ищем альтернативу и не только от радиоволн. Поэтому хихоньки. Свинцовый саркофаг от радиации спасёт, но от электромагнитных полей только пермаллойевое железо. Хотя упомянутые поля могут возникать везде и от всего. Всё зависит от их количества также как и остальных волн. ТС, видимо, напуган негативной информацией и пытается скрыться от этого. Но не знает, что от всех волн существует свой экран, универсальный экран как в военном штабе не так просто сделан и обходится в кругленькую сумму. Видел я такую штабную комнату в строго охраняемой зоне своими глазами, там даже видеосигнал, звук и др. по проводам гасится до нуля. Я думаю такие гашения не к чему автору, но защита от внешнего воздействия как раз кстати.
Экранная решётка от радиоволн ТС особо не от чего не спасёт, не так уж эти радиоволны вредны, если конечно вы не находитесь в близкой зоне мощного радиопередатчика. Что на радиоцентрах и делается.
SVKan написал :
Какой вопрос, такой и ответ.
В такой постановке вопроса задача решения не имеет.
C2h5-OH написал :
у капарола например,при заземлении их- экранировка полная.
Это та же металлическая решётка получится. Но вот как по бюджету и подручному материалу быть? Безвыходная ситуация без денег. 
Радиопоглощающие материалы (РПМ), абсорберы
Радиопоглощающие материалы (РПМ) – специальные покрытия, различные по составу и структуре, которые способны обеспечить эффективное поглощение электромагнитной энергии.
Свойства поглощения РПМ основаны на их способности преобразовывать электромагнитные волны в тепло. Данный процесс поглощения сопровождается явлениями поглощения, рассеяния, интерференции и дифракции радиоволн, в конечном итоге сводясь к переходу энергии излучения в тепловую энергию
РПМ широко используются в современной индустрии и, особенно – в изделиях военно-промышленного комплекса:
Благодаря особенностям своей структуры, радиопоглощающие материалы создаются в разных конфигурациях и размерах, что позволяет монтировать их на любые поверхности.
Состав и структура радиопоглощающих материалов
Естественных материалов, обладающих хорошим радиопоглощением и пригодных для непосредственного использования в изделиях, в природе нет. Используются композиционные материалы, которые производят различными конструктивными методами и введением поглощающих добавок.
Радиопоглощающие материалы создают на защищаемой поверхности неоднородный слой – согласованную нагрузку для падающей электромагнитной волны. Характеристики и свойства защитного слоя, в том числе, диэлектрические потери, зависят от толщины, состава и структуры материала. Состав материала определяет, какие характеристики магнитной и диэлектрической проницаемости он демонстрирует в определенном диапазоне частот.
Требованиям, которые предъявляются к материалам радиопоглощения, наиболее всего соответствуют легкие вспененные и пористые структуры. В то же время универсальных составов не существует.
РПМ производят на основе каучука, пенопласта, пенополистирола, металло-керамических композиций. В качестве радиопоглощающих структур вводят наполнители – по отдельности или в виде композиций с заданными пропорциями:
С целью увеличения поглощающей способности поверхностей их выполняют многослойными и увеличенной толщины. В некоторых случаях – с конусообразными выступами со стороны падения радиоволны.
Формы изготовления радиопоглощающих материалов:
Типы радиоэкранирующих материалов по принципу действия
По принципу действия радиопоглощающие материалы выделяют в несколько групп:
Резонансные РПМ обеспечивают частичную нейтрализацию отраженного излучения. Значительный эффект нейтрализации наблюдается при условии, что толщина поглотителя будет стабильно равна одной четвертой длины излучаемой волны. Данные условия идеально выполняются при РЛС излучении, работающем на неизменной частоте. Резонансные материалы предназначены для нанесения на поверхности объекта, требующего маскировки от РЛС.
Структуру нерезонансных широкодиапазонных радиоматериалов образуют частицы ферромагнетика, введенные непосредственно в слой изоляционного материала – немагнитного диэлектрика. В качестве дополнений такие материалы могут включать ферромагнетики с примесями-поглотителями – сажей или графитом:
Нерезонансные магнитные РПМ рассеивают входящую энергию излучения по большой поверхности. Их эффективность – в широкополосности. Важными преимуществами являются малая (в несколько миллиметров) толщина и высокая степень гибкости. Недостаток – нагревание материала в результате рассеивания энергии.
Объемные нерезонансные материалы также имеют свои достоинства. В частности, благодаря многослойности поглощается большая часть поступающей электромагнитной энергии или отражается от задних металлических пластин. Они более сложны технологически в производстве.
РПМ от компании НТЦ «Фарадей»
Наша компания осуществляет проектирование, изготовление, продажу, поставку и монтаж на объекте радиопоглощающих материалов любого уровня сложности на условиях:
Специалисты помогут произвести необходимые расчеты для выработки оптимальной схемы применения радиопоглощающего покрытия с учетом потребностей и особенностей деятельности конкретного заказчика из любого региона России.