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1、市場(chǎng)常用吸波材料吸波頻率范圍1、吸波材料介紹 1.1隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,電磁波輻射對(duì)環(huán)境的影響日益增大。在機(jī)場(chǎng),飛機(jī)航班因電磁波干擾無(wú)法起飛而誤點(diǎn);在醫(yī)院,移動(dòng)電話常會(huì)干擾各種電子診療儀器的正常工作。因此,治理電磁污染,尋找一種能抵擋并削弱電磁波輻射的材料——吸波材料,已成為材料科學(xué)的一大課題。1.2電磁輻射通過熱效應(yīng)、非熱效應(yīng)、累積效應(yīng)對(duì)人體造成直接和間接的傷害。研究證實(shí),鐵氧體吸波材料性能最佳,它具有吸收頻段高、吸收率高、匹配厚度薄等特點(diǎn)。將這種材料應(yīng)用于電子設(shè)備中可吸收泄露的電磁輻射,能達(dá)到消除電磁干擾的目的。根據(jù)電磁波在介質(zhì)
2、中從低磁導(dǎo)向高磁導(dǎo)方向傳播的規(guī)律,利用高磁導(dǎo)率鐵氧體引導(dǎo)電磁波,通過共振,大量吸收電磁波的輻射能量,再通過耦合把電磁波的能量轉(zhuǎn)變成熱能。2、吸收材料的形狀2.1 尖劈形 微波暗室采用的吸收體常做成尖劈形(金子塔形狀),主要由聚氨酯泡沫型、無(wú)紡布難燃型、硅酸鹽板金屬膜組裝型等。著頻率的降低(波長(zhǎng)增長(zhǎng)),吸收體長(zhǎng)度也大大增加,普通尖劈形吸收體有近似關(guān)系式L/λ≈1,所以在100MHz時(shí),尖劈長(zhǎng)度達(dá)3000mm,不但在工藝上難以實(shí)現(xiàn),而且微波暗室有效可用空間也大為減少。2.2單層平板形 國(guó)外最早研制成的吸收體就是單層平板形,后來制成的吸收體
3、都是直接貼在金屬屏蔽層上,其厚度薄、重量輕,但工作頻率范圍較窄。2.3 雙層或多層平板形 這種吸收體可在很寬的工作頻率范圍內(nèi)工作,且可制成任意形狀。如日本NEC公司將鐵氧體和金屬短纖維均勻分散在合適的有機(jī)高分子樹脂中制成復(fù)合材料,工作頻帶可拓寬40%~50%。其缺點(diǎn)是厚度大、工藝復(fù)雜、成本較高。2.4 涂層形 在飛行器表面只能用涂層型吸收材料,為展寬頻率帶,一般都采用復(fù)合材料的涂層。如鋰鎘鐵氧體涂層厚度為2.5mm~5mm時(shí),在厘米波段,可衰減8.5dB;尖晶石鐵氧體涂層厚度為2.5mm時(shí),在9GHz可衰減24dB;鐵氧體加氯丁橡膠涂
4、層厚度為1.7mm~2.5mm時(shí),在5GHz~10GHz衰減達(dá)30dB左右。2.5 結(jié)構(gòu)形 將吸收材料摻入工程塑料使其既具有吸收特性,又具有載荷能力,這是吸收材料發(fā)展的一個(gè)方向。近年來,為進(jìn)一步提高吸收材料的性能,國(guó)外還發(fā)展了幾種形狀組合的復(fù)雜型吸收體。如日本采用該類吸收體制成的微波暗室,其性能為:136MHz,25dB;300MHz,30dB;500MHz,40dB;1GHz~40GHz,45dB。3、吸收材料的工程應(yīng)用 在日益重要的隱身和電磁兼容(EMC)技術(shù)中,電磁波吸收材料的作用和地位十分突出,已成為現(xiàn)代軍事中電子對(duì)抗的法寶和
5、“秘密武器”,其工程應(yīng)用主要在以下幾個(gè)方面。3.1 隱身技術(shù) 在飛機(jī)、導(dǎo)彈、坦克、艦艇、倉(cāng)庫(kù)等各種武器裝備和軍事設(shè)施上面涂復(fù)吸收材料,就可以吸收偵察電波、衰減反射信號(hào),從而突破敵方雷達(dá)的防區(qū),這是反雷達(dá)偵察的一種有力手段,減少武器系統(tǒng)遭受紅外制導(dǎo)導(dǎo)彈和激光武器襲擊的一種方法。如美國(guó)B-1戰(zhàn)略轟炸機(jī)由于涂復(fù)了吸收材料,其有效反射截面僅為B-52轟炸機(jī)的1/50;在0H-6和AH-1G型眼鏡蛇直升機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的整流罩上涂復(fù)吸收材料后可使發(fā)動(dòng)機(jī)的紅外輻射減弱90%左右。在1990年的海灣戰(zhàn)爭(zhēng)中,美國(guó)首批進(jìn)入伊拉克境內(nèi)的F-117A飛機(jī)就是涂復(fù)了吸
6、收材料的隱形飛機(jī),它們有效避開了伊拉克的雷達(dá)監(jiān)測(cè)。據(jù)悉,瑞典海軍近年來研制成功的世界上第一艘隱形戰(zhàn)艦已投入使用,美、英、日、俄等國(guó)均已研制出自己的隱形坦克和其它隱形作戰(zhàn)車輛。此外,電磁波吸收材料還可用來隱蔽著落燈等機(jī)場(chǎng)導(dǎo)航設(shè)備及其它地面設(shè)備、艦船桅桿、甲板、潛艇的潛望鏡支架和通氣管道等設(shè)備。3.2 改善整機(jī)性能 飛機(jī)機(jī)身對(duì)電磁波反射產(chǎn)生的假信號(hào),可能導(dǎo)致高靈敏機(jī)載雷達(dá)假截獲或假跟蹤;一駕飛機(jī)或一艘艦船上的幾部雷達(dá)同時(shí)工作時(shí),雷達(dá)收發(fā)天線間的串?dāng)_有時(shí)十分嚴(yán)重,機(jī)上或艦上自帶的干擾機(jī)也會(huì)干擾自帶的雷達(dá)或通信設(shè)備……。為減少諸如此類的干擾,國(guó)
7、外常用吸收材料優(yōu)良的磁屏蔽來提高雷達(dá)或通信設(shè)備的性能。如在雷達(dá)或通信設(shè)備機(jī)身、天線和周圍一切干擾物上涂復(fù)吸收材料,則可使它們更靈敏、更準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)敵方目標(biāo);在雷達(dá)拋物線天線開口的四周壁上涂復(fù)吸收材料,可減少副瓣對(duì)主瓣的干擾和增大發(fā)射天線的作用距離,對(duì)接收天線則起到降低假目標(biāo)反射的干擾作用;在衛(wèi)星通信系統(tǒng)中應(yīng)用吸收材料,將避免通信線路間的干擾,改善星載通信機(jī)和地面站的靈敏度,從而提高通信質(zhì)量。3.3 安全保護(hù) 由于高功率雷達(dá)、通信機(jī)、微波加熱等設(shè)備的應(yīng)用,防止電磁輻射或泄漏、保護(hù)操作人員的身體健康是一個(gè)全新而復(fù)雜的課題,吸收材料就可達(dá)到這一
8、目的。另外,目前的家用電器普遍存在電磁輻射問題,通過合理使用吸收材料及其元器件也可有效地加以抑制。3.4 微波暗室由吸收體裝飾的壁面構(gòu)成的空間稱為微波暗室。在暗室內(nèi)可形成等效無(wú)反射的自由空間(