วัสดุดูดซับรังสี

ในสาขาวิทยาศาสตร์วัสดุวัสดุดูดซับรังสี ( RAM ) คือวัสดุที่ได้รับการออกแบบและขึ้นรูปเป็นพิเศษเพื่อดูดซับ รังสี คลื่นความถี่วิทยุ ( RF) (หรือที่เรียกว่ารังสีที่ไม่ก่อให้เกิดไอออน ) อย่างมีประสิทธิภาพที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ จากทิศทางการตกกระทบให้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ ยิ่งวัสดุ RAM มีประสิทธิภาพมากเท่าใด ระดับของรังสี RF ที่สะท้อนกลับ ก็จะยิ่งต่ำลงเท่านั้น การวัดหลายอย่างในด้าน ความเข้ากันได้ทางแม่เหล็กไฟฟ้า (EMC) และรูปแบบการแผ่รังสี ของเสาอากาศ จำเป็นต้องให้สัญญาณรบกวนที่เกิดขึ้นจากการตั้งค่าการทดสอบ รวมถึงการสะท้อน มีค่าเล็กน้อยเพื่อหลีกเลี่ยงความเสี่ยงที่จะทำให้เกิดข้อผิดพลาดและความกำกวมในการวัด วัสดุ RAM ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในห้องเก็บเสียง RFเพื่อให้ได้สภาพแวดล้อมที่ "ปราศจากเสียงสะท้อน"
การแนะนำ

หนึ่งในประเภทของ RAM ที่มีประสิทธิภาพมากที่สุดประกอบด้วยชิ้นส่วน รูปทรง พีระมิดเรียงกัน โดยแต่ละชิ้นทำจากวัสดุที่มีการสูญเสียพลังงาน เหมาะสม เพื่อให้ทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ พื้นผิวภายในทั้งหมดของห้องเก็บเสียงต้องถูกปกคลุมด้วย RAM อย่างสมบูรณ์ อาจถอดส่วนของ RAM ออกชั่วคราวเพื่อติดตั้งอุปกรณ์ แต่ต้องติดตั้งกลับเข้าที่ก่อนทำการทดสอบใดๆ เพื่อให้มีการสูญเสียพลังงานเพียงพอ RAM จะต้องไม่ใช่ทั้งตัวนำไฟฟ้า ที่ดี หรือฉนวนไฟฟ้า ที่ดี เพราะวัสดุทั้งสองประเภทนี้ไม่สามารถดูดซับพลังงานได้ โดยทั่วไป RAM รูปทรงพีระมิดจะทำจาก วัสดุ โฟมยาง ที่ผสมด้วยส่วนผสมของคาร์บอนและเหล็ก ในปริมาณที่ควบคุมได้ ความยาวจากฐานถึงปลายของโครงสร้างพีระมิดจะถูกเลือกตามความถี่ต่ำสุดที่คาดการณ์ไว้และปริมาณการดูดซับที่ต้องการ สำหรับการลดทอนความถี่ต่ำ ระยะทางนี้มักจะอยู่ที่60 ซม. (24 นิ้ว)ในขณะที่แผงความถี่สูงจะสั้นเพียง7.5 ถึง 10 ซม. (3 ถึง 4 นิ้ว)โดยทั่วไป แผง RAM จะถูกติดตั้งบนผนังของห้องทดสอบ EMCโดยให้ปลายชี้เข้าด้านในห้อง RAM รูปทรงพีระมิดจะลดทอนสัญญาณด้วยสองผลกระทบ ได้แก่ การกระเจิงและการดูดซับ การกระเจิงสามารถเกิดขึ้นได้ทั้งแบบสอดคล้องกัน เมื่อคลื่นสะท้อนมีเฟสตรงกันแต่มีทิศทางออกไปจากตัวรับ หรือแบบไม่สอดคล้องกัน เมื่อคลื่นถูกรับโดยตัวรับแต่มีเฟสต่างกัน จึงทำให้มีความแรงของสัญญาณต่ำลง การกระเจิงแบบไม่สอดคล้องกันนี้ยังเกิดขึ้นภายในโครงสร้างโฟมด้วย โดยอนุภาคคาร์บอนที่แขวนลอยจะส่งเสริมการรบกวนแบบทำลายล้าง การกระเจิงภายในอาจส่งผลให้มีการลดทอนมากถึง 10 dB ในขณะเดียวกัน รูปทรงพีระมิดจะถูกตัดเป็นมุมที่ทำให้จำนวนการสะท้อนของคลื่นภายในโครงสร้างมีมากที่สุด ในแต่ละครั้งที่สะท้อน คลื่นจะสูญเสียพลังงานให้กับวัสดุโฟมและจึงออกจากโครงสร้างด้วยความแรงของสัญญาณที่ต่ำลง[ 1 ]
RAM อีกประเภทหนึ่งประกอบด้วยแผ่นเฟอร์ไรต์ แบน ในรูปทรงกระเบื้อง แบน ที่ยึดติดกับพื้นผิวภายในทั้งหมดของห้อง ประเภทนี้มีช่วงความถี่ที่มีประสิทธิภาพน้อยกว่า RAM แบบพีระมิด และได้รับการออกแบบให้ยึดติดกับพื้นผิวที่เป็นตัวนำไฟฟ้าที่ดี โดยทั่วไปแล้วจะติดตั้งง่ายกว่าและทนทานกว่า RAM แบบพีระมิด แต่มีประสิทธิภาพน้อยกว่าที่ความถี่สูง อย่างไรก็ตาม ประสิทธิภาพอาจค่อนข้างเพียงพอหากการทดสอบจำกัดอยู่ที่ความถี่ต่ำ (แผ่นเฟอร์ไรต์มีเส้นโค้งการหน่วงที่ทำให้มีประสิทธิภาพสูงสุดระหว่าง 30 – 1000 MHz) นอกจากนี้ยังมีประเภทไฮบริด คือ เฟอร์ไรต์ในรูปทรงพีระมิด ซึ่งมีข้อดีของทั้งสองเทคโนโลยี ช่วงความถี่สามารถเพิ่มขึ้นได้สูงสุดในขณะที่พีระมิดยังคงมีขนาดเล็กประมาณ10 ซม . (3.9 นิ้ว) [ 2 ]
สำหรับวัสดุดูดซับรังสีที่สามารถสร้างได้จริงทางกายภาพ จะมีการแลกเปลี่ยนระหว่างความหนาและแบนด์วิดท์: อัตราส่วนความหนาต่อแบนด์วิดท์ที่เหมาะสมของวัสดุดูดซับรังสีจะได้รับจากขีดจำกัดของ Rozanov [ 3 ]
ใช้ในเทคโนโลยีล่องหน
วัสดุดูดซับเรดาร์ถูกนำมาใช้ในเทคโนโลยีล่องหนเพื่ออำพรางยานพาหนะหรือโครงสร้างจาก การตรวจ จับด้วยเรดาร์ความสามารถในการดูดซับของวัสดุที่ความถี่คลื่นเรดาร์ที่กำหนดขึ้นอยู่กับองค์ประกอบของวัสดุนั้น วัสดุดูดซับเรดาร์ไม่สามารถดูดซับเรดาร์ได้อย่างสมบูรณ์แบบที่ความถี่ใดๆ แต่องค์ประกอบใดๆ ก็ตามจะมีประสิทธิภาพในการดูดซับที่ความถี่บางความถี่มากกว่าความถี่อื่นๆ ไม่มีวัสดุดูดซับเรดาร์ชนิดใดชนิดหนึ่งที่เหมาะสมสำหรับการดูดซับความถี่เรดาร์ทั้งหมด ความเข้าใจผิดทั่วไปคือวัสดุดูดซับเรดาร์ทำให้วัตถุมองไม่เห็นด้วยเรดาร์ วัสดุดูดซับเรดาร์สามารถลดพื้นที่หน้าตัดเรดาร์ ของวัตถุได้อย่างมีนัยสำคัญ ที่ความถี่เรดาร์เฉพาะ แต่ไม่ได้ทำให้ "มองไม่เห็น" ที่ความถี่ใดๆ[ 4 ]
ประวัติศาสตร์
รูปแบบแรกสุดของการเคลือบพรางตัวคือสีดูดซับเรดาร์ที่พัฒนาโดยพันตรี เค. มาโนะ แห่งสถาบันเทคนิคทามะ และดร. ชิบะ แห่งวิทยาลัยวิศวกรรมโตเกียวสำหรับกองทัพอากาศญี่ปุ่น มีการทดสอบส่วนผสมสีหลายชนิด โดยพบว่าเฟอร์ริกออกไซด์และยางเหลว รวมถึงเฟอร์ริกออกไซด์ แอสฟัลต์ และสารเคลือบเครื่องบินให้ผลลัพธ์ที่ดีที่สุด แม้จะประสบความสำเร็จในการทดสอบในห้องปฏิบัติการ แต่สีเหล่านี้ก็ไม่ค่อยได้นำไปใช้งานจริง เนื่องจากมีน้ำหนักมากและจะส่งผลกระทบอย่างมากต่อประสิทธิภาพของเครื่องบินที่นำไปใช้[ 5 ]
ในทางกลับกัน กองทัพเรือญี่ปุ่นมองเห็นศักยภาพอย่างมากในวัสดุต่อต้านเรดาร์ และสถาบันเทคนิคกองทัพเรือที่สองได้เริ่มทำการวิจัยเกี่ยวกับวัสดุหลายชั้นเพื่อดูดซับคลื่นเรดาร์แทนการทาสี ยางและพลาสติกผสมผงคาร์บอนในอัตราส่วนต่างๆ ถูกนำมาซ้อนกันเพื่อดูดซับและกระจายคลื่นเรดาร์ ผลลัพธ์ที่ได้ค่อนข้างดีเมื่อเทียบกับความถี่ 3 GHz ( ย่านความถี่ S ) แต่ไม่ดีนักเมื่อเทียบกับ เรดาร์ที่ มีความยาวคลื่น 3 ซม. (10 GHz ย่านความถี่ X ) การทำงานในโครงการนี้ถูกระงับเนื่องจากการโจมตีทางอากาศของฝ่ายสัมพันธมิตร แต่การวิจัยยังคงดำเนินต่อไปหลังสงครามโดยชาวอเมริกันจนประสบความสำเร็จในระดับหนึ่ง[ 5 ]
ในเดือนกันยายน พ.ศ. 2487 [ 6 ]วัสดุที่เรียกว่าSumpfและSchornsteinfegerซึ่งเป็นสารเคลือบที่กองทัพเรือเยอรมันใช้ในช่วงสงครามโลกครั้งที่ 2สำหรับท่อหายใจ (หรือกล้องส่องทางไกล ) ของเรือดำน้ำเพื่อลดการสะท้อนแสงใน ย่านความถี่เรดาร์ 20 ซม. (1.5 GHz, ย่านความถี่ L ) ที่ฝ่ายสัมพันธมิตรใช้ วัสดุนี้มีโครงสร้างเป็นชั้นๆ และมีพื้นฐานมาจาก อนุภาค กราไฟต์และ วัสดุ กึ่งตัวนำ อื่นๆ ที่ฝังอยู่ใน เมทริกซ์ ยางประสิทธิภาพของวัสดุนี้ลดลงบางส่วนเนื่องจากการกระทำของน้ำทะเล[ 7 ] [ 8 ]
ประเภทของวัสดุดูดซับเรดาร์ (RAM)
ลูกบอลเหล็กดูดซับสี

หนึ่งในประเภทของ RAM ที่รู้จักกันทั่วไปมากที่สุดคือสีลูกบอลเหล็ก มันประกอบด้วยทรงกลมขนาดเล็กที่เคลือบด้วยเหล็กคาร์บอนิลหรือเฟอร์ไรต์คลื่นเรดาร์เหนี่ยวนำให้เกิดการสั่นของโมเลกุลจากสนามแม่เหล็กสลับในสีนี้ ซึ่งนำไปสู่การแปลงพลังงานเรดาร์เป็นความร้อน จากนั้นความร้อนจะถูกถ่ายเทไปยังเครื่องบินและกระจายออกไป อนุภาคเหล็กในสีได้มาจากการสลายตัวของเหล็กเพนตาคาร์บอนิลและอาจมีคาร์บอนออกซิเจนและไนโตรเจน ใน ปริมาณเล็กน้อยเทคนิคหนึ่งที่ใช้ในเครื่องบินF-117A Nighthawkและเครื่องบินล่องหนอื่นๆ คือการใช้ลูกบอลเหล็กคาร์บอนิลที่แยกทางไฟฟ้าที่มีขนาดเฉพาะเจาะจงแขวนลอยอยู่ในสีอีพ็อกซี่สองส่วน ทรงกลมขนาดเล็กเหล่านี้แต่ละลูกถูกเคลือบด้วยซิลิคอนไดออกไซด์เป็นฉนวนผ่านกระบวนการที่เป็นกรรมสิทธิ์ จากนั้นในระหว่างกระบวนการผลิตแผง ในขณะที่สียังคงเป็นของเหลว สนามแม่เหล็กจะถูกนำมาใช้ด้วยความแรงเกาส์เฉพาะและในระยะทางเฉพาะเพื่อสร้างรูปแบบสนามแม่เหล็กในลูกบอลเหล็กคาร์บอนิลภายในของเหลวสีเฟอร์โรฟลูอิด จากนั้นสีจะแข็งตัวโดยสนามแม่เหล็กจะยึดอนุภาคไว้ในรูปแบบแม่เหล็ก มีการทดลองบางอย่างโดยใช้สนามแม่เหล็กเหนือ-ใต้ที่ตรงข้ามกันกับด้านตรงข้ามของแผงที่ทาสี ทำให้อนุภาคเหล็กคาร์บอนิลเรียงตัว (ตั้งตรงเพื่อให้ขนานกับสนามแม่เหล็กในสามมิติ) สีลูกบอลเหล็กคาร์บอนิลจะมีประสิทธิภาพมากที่สุดเมื่อลูกบอลกระจายตัวอย่างสม่ำเสมอ แยกจากกันทางไฟฟ้า และมีระดับความหนาแน่นที่เพิ่มขึ้นเรื่อยๆ ต่อคลื่นเรดาร์ที่เข้ามาRAM อีกประเภทหนึ่งที่เกี่ยวข้องประกอบด้วย แผ่นพอลิเมอร์นีโอ พรีน ที่มีเม็ดเฟอร์ไรต์หรืออนุภาค คาร์บอนแบล็กนำ ไฟฟ้า (ประกอบด้วย กราไฟต์ผลึกประมาณ 0.30% โดยน้ำหนักหลังการแข็งตัว) ฝังอยู่ในเมทริกซ์พอลิเมอร์ แผ่นกระเบื้องเหล่านี้ถูกใช้ใน F-117A Nighthawk รุ่นแรกๆ แม้ว่ารุ่นใหม่กว่าจะใช้ RAM ที่ทาสีแล้วก็ตาม การทาสี F-117 ทำโดยหุ่นยนต์อุตสาหกรรมเพื่อให้สามารถทาสีได้อย่างสม่ำเสมอในความหนาและความหนาแน่นของชั้นที่กำหนด เครื่องบินถูกหุ้มด้วยกระเบื้องที่ "ติด" เข้ากับลำตัว และช่องว่างที่เหลือถูกเติมด้วย "กาว" ลูกเหล็กกองทัพอากาศสหรัฐฯได้นำสีดูดซับเรดาร์ที่ทำจาก สาร เฟอร์โรฟลูอิดิกและสารที่ไม่ใช่แม่เหล็กมาใช้ โดยการลดการสะท้อนของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า วัสดุนี้ช่วยลดการมองเห็นของเครื่องบินที่ทาสี RAM บนเรดาร์บริษัทNanoflight ของอิสราเอล ก็ผลิตสีดูดซับเรดาร์ที่ใช้เช่นกันอนุภาคนาโน [ 9 ] กองทัพสาธารณรัฐจีน(ไต้หวัน) ประสบความสำเร็จในการพัฒนาสีดูดซับเรดาร์ ซึ่งปัจจุบันใช้กับเรือรบสเตลธ์ของไต้หวันและเครื่องบินขับไล่สเตลธ์ที่สร้างโดยไต้หวัน ซึ่งกำลังอยู่ระหว่างการพัฒนาเพื่อตอบสนองต่อการพัฒนาเทคโนโลยีสเตลธ์ของคู่แข่ง คือสาธารณรัฐประชาชนจีน แผ่นดินใหญ่ ซึ่งเป็นที่ทราบกันดีว่าได้แสดงเรือรบและเครื่องบินสเตลธ์ต่อสาธารณชน[ 10 ] [ 11 ]
ตัวดูดซับโฟม
วัสดุ ดูดซับคลื่นเสียงแบบโฟมใช้เป็นวัสดุบุผนังห้องเก็บเสียงสำหรับการวัดรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าวัสดุนี้โดยทั่วไปประกอบด้วยโฟมยูรีเทนกันไฟที่ผสมผงคาร์บอนดำนำไฟฟ้า [อนุภาคทรงกลมเหล็กคาร์บอนิล และ/หรืออนุภาคกราไฟต์ผลึก] ในอัตราส่วน 0.05% ถึง 0.1% (โดยน้ำหนักในผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป) และตัดเป็นรูปทรงพีระมิดสี่เหลี่ยมที่มีขนาดเฉพาะสำหรับความยาวคลื่นที่ต้องการ การปรับปรุงเพิ่มเติมสามารถทำได้เมื่ออนุภาคนำไฟฟ้าเรียงตัวเป็นชั้นๆ ในลักษณะไล่ระดับความหนาแน่น โดยให้ปลายยอดของพีระมิดมีเปอร์เซ็นต์ของอนุภาคต่ำที่สุดและฐานมีความหนาแน่นของอนุภาคสูงที่สุด ซึ่งจะทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงความต้านทานแบบ "อ่อน" ต่อคลื่นเรดาร์ที่เข้ามาและช่วยลดการสะท้อน (เสียงสะท้อน) ได้อีกด้วย ความยาวจากฐานถึงปลายยอด และความกว้างของฐานของโครงสร้างพีระมิดจะถูกเลือกโดยพิจารณาจากความถี่ต่ำสุดที่คาดว่าจะเกิดขึ้นเมื่อต้องการวัสดุดูดซับแบบย่านความถี่กว้าง สำหรับการลดการสั่นสะเทือนความถี่ต่ำในงานทางทหาร ระยะห่างนี้มักอยู่ที่60 ซม. (24 นิ้ว)ในขณะที่แผงลดการสั่นสะเทือนความถี่สูงจะมีระยะสั้นเพียง7.5 ถึง 10 ซม. (3 ถึง 4 นิ้ว)ตัวอย่างของการใช้งานความถี่สูงคือเรดาร์ของตำรวจ (เรดาร์วัดความเร็วคลื่น K และ Ka) พีระมิดจะมีขนาดความยาวประมาณ10 ซม. (4 นิ้ว)และ ฐานขนาด 5 ซม. × 5 ซม. (2 นิ้ว × 2 นิ้ว)พีระมิดนั้นจะวางอยู่บนฐานทรงลูกบาศก์ขนาด 5 ซม. x 5 ซม. สูง 2.5 ซม. (1 นิ้ว) (ความสูงรวมของพีระมิดและฐานประมาณ12.5 ซม. หรือ 5 นิ้ว ) ขอบทั้งสี่ของพีระมิดเป็นส่วนโค้งที่ลาดเอียงอย่างนุ่มนวล ทำให้พีระมิดดู "บวม" เล็กน้อย ส่วนโค้งนี้ช่วยกระจายคลื่นเพิ่มเติมและป้องกันไม่ให้ขอบคมใดๆ สร้างการสะท้อนที่สอดคล้องกันแผง RAM จะถูกติดตั้งโดยให้ปลายของพีระมิดชี้ไปยังแหล่งกำเนิดเรดาร์ พีระมิดเหล่านี้อาจถูกซ่อนอยู่หลังเปลือกนอกที่เกือบโปร่งใสต่อเรดาร์ในกรณีที่ต้องการหลักอากาศพลศาสตร์ RAM รูปทรงพีระมิดจะลดทอนสัญญาณโดยการกระเจิงและการดูดซับ การกระเจิงสามารถเกิดขึ้นได้ทั้งแบบสอดคล้องกัน เมื่อคลื่นสะท้อนอยู่ในเฟสเดียวกันแต่มีทิศทางออกไปจากตัวรับ หรือแบบไม่สอดคล้องกัน ซึ่งคลื่นอาจสะท้อนกลับไปยังตัวรับแต่มีเฟสต่างกัน จึงทำให้มีความแรงของสัญญาณต่ำลง ตัวอย่างที่ดีของการสะท้อนแบบสอดคล้องกันคือรูปทรงเหลี่ยมของเครื่องบินรบ F-117A ซึ่งทำมุมกับแหล่งกำเนิดเรดาร์ ทำให้คลื่นที่สอดคล้องกันสะท้อนออกไปจากจุดกำเนิด (โดยปกติคือแหล่งตรวจจับ) การกระเจิงแบบไม่สอดคล้องกันยังเกิดขึ้นภายในโครงสร้างโฟม โดยอนุภาคตัวนำที่แขวนลอยอยู่จะส่งเสริมการรบกวนแบบทำลายล้าง การกระเจิงภายในอาจส่งผลให้เกิด การลดทอนได้มากถึง 10 dB ในขณะเดียวกัน รูปทรงพีระมิดจะถูกตัดเป็นมุมที่เพิ่มจำนวนการสะท้อนของคลื่นภายในโครงสร้างให้มากที่สุด ในแต่ละครั้งที่สะท้อน คลื่นจะสูญเสียพลังงานให้กับวัสดุโฟมและจึงออกจากโครงสร้างด้วยความแรงของสัญญาณที่ต่ำลง[ 1 ]ตัวดูดซับโฟมอื่นๆ มีจำหน่ายในรูปแบบแผ่นเรียบ โดยใช้การไล่ระดับการบรรจุคาร์บอนที่เพิ่มขึ้นในชั้นต่างๆ การดูดซับภายในวัสดุโฟมเกิดขึ้นเมื่อพลังงานเรดาร์ถูกแปลงเป็นความร้อนในอนุภาคตัวนำ ดังนั้น ในการใช้งานที่เกี่ยวข้องกับพลังงานเรดาร์สูง จึงมีการใช้พัดลมระบายความร้อนเพื่อระบายความร้อนที่เกิดขึ้น
ตัวดูดซับ Jaumann
แผ่นดูดซับ Jaumann หรือชั้น Jaumann คือสารดูดซับเรดาร์เมื่อเปิดตัวครั้งแรกในปี 1943 ชั้น Jaumann ประกอบด้วยพื้นผิวสะท้อนแสงสองชั้นที่เว้นระยะห่างเท่ากัน และระนาบพื้นดินที่เป็นตัวนำ อาจนึกภาพได้ว่าเป็นแผ่น Salisbury แบบหลายชั้นทั่วไป เนื่องจากหลักการคล้ายคลึงกัน เนื่องจากเป็นแผ่นดูดซับแบบเรโซแนนซ์ (กล่าวคือ ใช้การแทรกสอดของคลื่นเพื่อหักล้างคลื่นสะท้อน) ชั้น Jaumann จึงขึ้นอยู่กับระยะห่าง λ/4 ระหว่างพื้นผิวสะท้อนแสงชั้นแรกกับระนาบพื้นดิน และระหว่างพื้นผิวสะท้อนแสงทั้งสอง (รวมเป็น λ/4 + λ/4) เนื่องจากคลื่นสามารถเกิดเรโซแนนซ์ได้ที่สองความถี่ ชั้น Jaumann จึงสร้างค่าการดูดซับสูงสุดสองค่าในช่วงความยาวคลื่นหนึ่งๆ (หากใช้การกำหนดค่าแบบสองชั้น) แผ่นดูดซับเหล่านี้ต้องมีชั้นทั้งหมดขนานกันและขนานกับระนาบพื้นดินที่มันปกปิด แผ่นดูดซับ Jaumann ที่ซับซ้อนกว่านั้นจะใช้ชุดของ พื้นผิวไดอิเล็ก ทริกที่คั่นระหว่างแผ่นตัวนำ ค่าการนำไฟฟ้าของแผ่นโลหะเหล่านั้นจะเพิ่มขึ้นตามระยะห่างจากระนาบพื้นดิน
ตัวดูดซับเรโซเนเตอร์แบบวงแหวนแยก
ตัวเรโซเนเตอร์แบบวงแหวนแยก (SRR) ในการกำหนดค่าทดสอบต่างๆ ได้แสดงให้เห็นถึงประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยมในการดูดซับเรดาร์ เทคโนโลยี SRR สามารถใช้ร่วมกับเทคโนโลยีข้างต้นเพื่อให้เกิดผลการดูดซับแบบสะสม เทคโนโลยี SRR มีประสิทธิภาพเป็นพิเศษเมื่อใช้กับรูปทรงเหลี่ยมที่มีพื้นผิวเรียบสนิทซึ่งไม่มีการสะท้อนกลับไปยังแหล่งกำเนิดเรดาร์โดยตรง (เช่น F-117A) เทคโนโลยีนี้ใช้กระบวนการถ่ายภาพเพื่อสร้างชั้นต้านทานบนแผ่นฟอยล์ทองแดงบาง (ประมาณ0.18 มม. หรือ 0.007 นิ้ว ) บนแผ่นรองไดอิเล็กทริก (วัสดุแผ่นวงจรบางๆ) ที่สลักเป็นอาร์เรย์เรโซเนเตอร์ที่ปรับแต่งแล้ว โดยเรโซเนเตอร์แต่ละตัวมีรูปทรง "C" (หรือรูปทรงอื่นๆ เช่น สี่เหลี่ยมจัตุรัส) SRR แต่ละตัวถูกแยกทางไฟฟ้าและขนาดทั้งหมดได้รับการกำหนดอย่างระมัดระวังเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการดูดซับที่ความยาวคลื่นเรดาร์เฉพาะ เนื่องจากไม่ใช่ "O" แบบวงปิด ช่องเปิดใน "C" จึงมีช่องว่างที่มีขนาดเฉพาะซึ่งทำหน้าที่เป็นตัวเก็บประจุ ที่ความถี่ 35 GHz เส้นผ่านศูนย์กลางของตัว "C" จะอยู่ที่ประมาณ5 มม. (0.20 นิ้ว)ตัวเรโซเนเตอร์สามารถปรับให้เข้ากับความยาวคลื่นเฉพาะได้ และสามารถวางซ้อน SRR หลายตัวโดยมีชั้นฉนวนที่มีความหนาเฉพาะคั่นอยู่ระหว่างกัน เพื่อดูดซับพลังงานเรดาร์แบบย่านความถี่กว้าง เมื่อวางซ้อนกัน SRR ขนาดเล็กกว่า (ความถี่สูง) ในช่วงความถี่จะหันเข้าหาแหล่งกำเนิดเรดาร์ก่อน (เหมือนโดนัทที่วางซ้อนกันซึ่งมีขนาดใหญ่ขึ้นเรื่อยๆ เมื่ออยู่ห่างจากแหล่งกำเนิดเรดาร์) การวางซ้อนกันสามตัวแสดงให้เห็นว่ามีประสิทธิภาพในการลดทอนสัญญาณแบบย่านความถี่กว้าง เทคโนโลยี SRR ทำงานในลักษณะเดียวกับที่สารเคลือบป้องกันการสะท้อนแสงทำงานที่ความยาวคลื่นแสงเทคโนโลยี SRR ให้การลดทอนสัญญาณเรดาร์ที่มีประสิทธิภาพมากที่สุดเมื่อเทียบกับเทคโนโลยีอื่นๆ ที่เคยมีมาก่อน และเป็นอีกก้าวหนึ่งที่ใกล้จะบรรลุเป้าหมายการล่องหนอย่างสมบูรณ์ (การพรางตัวโดยสมบูรณ์, "การพรางตัว") นอกจากนี้ยังมีการพัฒนาอย่างต่อเนื่องในความยาวคลื่นแสงที่มองเห็นได้ รวมถึงความยาวคลื่นอินฟราเรด (วัสดุดูดซับ LIDAR)
ท่อนาโนคาร์บอน
เรดาร์ทำงานในช่วงความถี่ไมโครเวฟ ซึ่งสามารถดูดซับได้โดยนาโนทิวบ์แบบหลายผนัง (MWNTs) การนำ MWNTs มาใช้กับเครื่องบินจะทำให้เรดาร์ถูกดูดซับและดูเหมือนว่าจะมีพื้นที่หน้าตัดเรดาร์ ที่เล็กลง การประยุกต์ใช้อย่างหนึ่งคือการทาสีนาโนทิวบ์ลงบนเครื่องบิน เมื่อเร็วๆ นี้ มีงานวิจัยที่มหาวิทยาลัยมิชิแกนเกี่ยวกับประโยชน์ของนาโนทิวบ์คาร์บอนในฐานะเทคโนโลยีล่องหนบนเครื่องบิน พบว่านอกเหนือจากคุณสมบัติในการดูดซับเรดาร์แล้ว นาโนทิวบ์ยังไม่สะท้อนหรือกระจายแสงที่มองเห็นได้ ทำให้มองไม่เห็นในเวลากลางคืน คล้ายกับการทาสีเครื่องบินล่องหน ในปัจจุบัน ให้เป็นสีดำ แต่มีประสิทธิภาพมากกว่ามาก อย่างไรก็ตาม ข้อจำกัดในการผลิตในปัจจุบันหมายความว่าการผลิตเครื่องบินเคลือบนาโนทิวบ์ในปัจจุบันเป็นไปไม่ได้ ทฤษฎีหนึ่งที่จะเอาชนะข้อจำกัดเหล่านี้คือการเคลือบอนุภาคขนาดเล็กด้วยนาโนทิวบ์และแขวนอนุภาคที่เคลือบนาโนทิวบ์ไว้ในตัวกลาง เช่น สี ซึ่งสามารถนำไปใช้กับพื้นผิว เช่น เครื่องบินล่องหนได้[ 12 ]
ดูเพิ่มเติม
ลิงก์ภายนอก
- Silva, MWB; Kretly, LC (ตุลาคม 2011). "แนวคิดใหม่ของวัสดุดูดซับรังสี RAM: การประยุกต์ใช้พื้นผิวลูกคลื่นเพื่อปรับปรุงการสะท้อนแสง" การประชุมนานาชาติไมโครเวฟและออปโตอิเล็กทรอนิกส์ SBMO/IEEE MTT-S ปี 2011 (IMOC 2011)หน้า556–560 . doi : 10.1109/IMOC.2011.6169338 . ISBN 978-1-4577-1664-5. S2CID 31245210 .
- Kim, Dong-Young; Yoon, Young-Ho; Jo, Kwan-Jun; Jung, Gil-Bong; An, Chong-Chul (2016). "ผลกระทบของความหนาของแผ่นต่อลักษณะการดูดซับคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าของวัสดุคอมโพสิต Li0.375Ni0.375Zn0.25-เฟอร์ไรต์ในฐานะวัสดุดูดซับรังสี"วารสารวิศวกรรมแม่เหล็กไฟฟ้าและวิทยาศาสตร์ 16 ( 3): 150– 158. doi : 10.5515/JKIEES.2016.16.3.150 .
- ผู้จำหน่ายวัสดุดูดซับเรดาร์