Аннотация. Представлено широкополосное радиопоглощающее покрытие марки РАН-67, разработанное ИТПЭ РАН. Описываются испытания, которым подвергается данное покрытие, для оценки его стойкости к внешним воздействующим факторам. Предлагается методика измерения температурной зависимости коэффициента отражения плоских образцов покрытий при нормальном падении электромагнитной волны. Приводятся сравнительные характеристики диаграмм обратного рассеяния образца покрытия, частотные зависимости коэффициента отражения, характеристики прочности покрытия при нормальном отрыве.
1. Введение. Для разработки сверхширокополосных (СШП) антенных систем является актуальным снижение рассеяния электромагнитной волны на металлической платформе, на которой установлена СШП антенная система, а также минимизация дифракционных явлений на платформе. Последнее достигается применением на платформах СШП радиопоглощающих покрытий (РПП), существенно снижающих изрезанность диаграмм направленности антенн и стабилизирующих их радиотехнические характеристики. Как правило, на практике такие РПП должны использоваться при воздействии сложного комплекса внешних воздействующих факторов. В рамках решения данной задачи в ИТПЭ РАН разработано многослойное широкополосное РПП марки РАН-67. РПП РАН-67 предназначено для снижения коэффициента отражения элементов конструкции объектов в диапазоне частот от 8 до 18 ГГц. РАН-67 относится к группе силоксановых материалов и представляет собой многослойный композиционный материал на основе кремнийорганического связующего, наполненного мелкодисперсным порошками модифицированного железа. Нанесение покрытия производят послойно методом лакокрасочного напыления. Покрытие не токсично, трудно горюче. Типичная частотная зависимость коэффициента отражения РПП РАН67 при нормальном падении электромагнитной волны представлена на рис. 1. При разработке РАН-67 ставилась задача сохранения высоких радиофизических и физико-механических свойств покрытия при воздействии наиболее критичных климатических факторов. К таким факторам относятся: воздействие повышенных и пониженных температур, воздействие повышенной влажности, солевого (морского) тумана, термическое старение покрытия при низких и высоких температурах, циклическое изменение температуры окружающей среды.
2. Методика испытаний радиопоглощающего покрытия на стойкость к внешним воздействующим факторам. Для оценки стойкости РПП РАН-67 к внешним воздействующим факторам были проведены следующие виды испытаний: - повышенная относительная влажность воздуха 100% при 35 ºС, - термическое старение при температурах минус 60 ºС и +120 ºС, - периодическое изменение температур от минус 60 ºС до +120 ºС (термоциклирование), - нагрев до максимальной +180 ºС и охлаждение до минимальной минус 70 ºС рабочей температуры с измерением температурной зависимости коэффициента отражения. До испытаний предварительно был изготовлен комплект образцов РПП РАН-67: 5 шт. размером 200×200 мм (для измерения диаграмм обратного рассеяния и коэффициентов отражения при нормальном падении волны) и 30 шт. размером 50×50 мм (для проведения физико-механических испытаний). 4 В качестве контролируемых показателей при проведении испытаний покрытия оценивались: 1) изменение внешнего вида покрытия - образование пузырей, трещин, расслоений и т.д. (определялось визуально), 2) изменение частотной зависимости коэффициента отражения покрытия при нормальном падении электромагнитной волны в диапазоне частот от 2 до 24 ГГЦ, 3) изменение прочности покрытия при нормальном отрыве. Контроль коэффициента отражения РПП РАН-67 в процессе испытаний осуществлялся на специализированном стенде для измерения радиофизических свойств и параметров материалов и покрытий. Измерения на стенде проводились по аттестованной методике измерений электрофизических параметров материалов в свободном пространстве в ближней зоне рупорных антенн, разработанной в ИТПЭ РАН [1]. В основе методики измерения лежит измерение коэффициента отражения S11 квазиплоской электромагнитной волны образцов материалов с помощью сверхширокополосной диафрагмированной линзовой рупорной антенны и векторного анализатора электрических цепей. На рис. 2 представлена принципиальная схема измерительной установки. При проведении измерений образец покрытия помещался в окно круглой металлической радиопоглощающей диафрагмы (6), расположенной в ближней зоне рупорной антенны П6-23М (4), для минимизации вклада от процессов дифракции на краях образца и кромках рупорной антенны. В процессе измерения коэффициента отражения образца в зоне за диафрагмой устанавливалась согласованная нагрузка – объемный радиопоглощающий блок (5) с низким коэффициентом отражения в рабочей полосе частот (не выше минус 55 дБ) для исключения дополнительных паразитных отражений от окружающего пространства. Для устранения влияния переотражений между измеряемым образцом и рупорной антенной использовалась временная селекция мешающих отражений (Time Domain) с подавлением эффекта Гиббса.
3. Анализ результатов испытаний - читайте на оф сайте R&S
Присоединяйтесь к нашим проектам!
Видео Академия R&S - мы знаем, как это работаем и готовы показать вам.
Клуб Радиоинженеров - сообщество профессионалов, которое собирается в офисе R&S, для обсуждения насущных проблем измерений и поиска путей их решения.
