NO142990L

NO142990L -

Info

Publication number: NO142990L
Application number: NO14299062A
Authority: NO
Inventors: Ludwig Wesch
Original assignee: Ludwig Wesch
Priority date: 1961-02-02
Filing date: 1962-01-25
Publication date: 1975-10-20
Also published as: FR1592052A; BE613087A; DK46762A; GB1152431A; US3526896A

Description

Interferens-absorba tor»

Oppfisiis®Isen vedrører interferens-absorbsjonsjikt ifoige det tyske patent 4/58 og angår sammen» setningen av sjiktene av en innstbpningsiaasse og visse fyllstoffer, som bevirker era tilstrekkelig tilpasning av sjiktene for alle bblgelengder.

I tysk patent nr. 4/58 er beskrevet de betingelser som et sjikt må oppfylle for at det skal fåes opphevelse ved interferens av en ankommende bolge. Denne opphevelse ved interferens skyldes oppdelniragera av bolgende i det ytre grensesjikt i en direkte reflektert og en lun i sjiktet trengende del, idet den siste reflekteres av et under- absorbsjonssj iktet liggende reflekterende basissjikt og går gjennom og ut av det førstnevnte sjikt. Ved å oppfylle dem i patent 4/58 beskrevne betingelse;

oppnåes at den fra basissjiktet reflekterte bolgedel har nbyaktig den motsatte fase av aen fra det ytre grensesjikt reflekterte del, idet stoffer med ti by hbyf rekvenskonstant anvendes, hvorved tynne sjikt kan anvendes.

Ved oppfyllelse av den likeledes i patent 4/58 am for te formel:

oppnåes, at sjiktets overflate-ledningsevne avstemmes slik i forhold til dempningen inne i sjiktet, at den ved det ytre grensesjikt reflekterte del og den fra basissjiktet reflekterte del av den innfallende stråling har samme amplitude. Ved oppfyllelse av disse to betingelser ifoige formlene (II) og (III) oppnåes, at den samlede innfallende stråling oppheves. Da de i den fb'rst© forsnel (II) Si- <-^ J^. r,~ 4ft«/" foff©lk©BJEøerade stBEsreiierX0 „ £ og^^såvel sorø de variable ' storirels®!? j formlen (III) endrer seg naed bblgelengdei „

forekommer©a ti li r©ds§ ti lleade opphevels® v<s<å ånter£@rem§

i absorbatorera ifolg© ty§k patent 4/58 bar® innenfor et relativt begrouasst frsfrweilffsbåiad„ Ifoige t<g>kEiikEjeas<g>tacdi idag„ kaes foOfsSo v®åEadar=kataMfiasjesjikt tillates oe åkk@=©pplj©^et reststråling på 10 = 20 %. IFøif å©pp.må ®n

slik opphevelse over et bredest mulig frekvensbånd, må der for fremstilling av absorbsjonssjiktet anvendes et materiale, hvis hoyfrekvenskonstanter £ og^ endrer seg således i avhengighet av bølgelengden, at verdien av sjikttykkelsen

blir i det vesentlige konstant i den nevnte formel

over hele frekvensbåndet. Det betyr at:

hvor x er en dimensjonsIbs korreksjonsfaktor som påvirker endringen av hbyfrekvenskonstanten svarende til bblgelengden slik at verdien av h i formel (II) forblir konstant. Avvikelser fra denne formels eksakte verdi er da tillatelig slik at x i regelen kan belbpe seg til inntil 1, 2, når reststrå lingen tilbake fra absorbatoren skal ligge under 10 - 20 % av den innfallende stråling.

Srmtidig med endringen av hbyfrekvenskonstanten c A- OQ/ s» i avhengighet av bblgelengden, må også tapsvinkelen forandre seg, slik at over hele det bblgeområde som skal oppheves oppfylles formelen:

idet fy (/^0) uttrykker avhengigheten for de tilsvarende hbyfrekvenskonstanter av bblgelengden, og y er en dimensjonsIbs faktor, som tar hensyn til den tillatte avvikelse for oppnåelse av opphevelse under den nbdvendige restrefleksjon,

Oppfinnelsen har til hensikt å til-veiebringe et materiale for fremstilling av slike interferens-absorbsjonssjikt som beskrevet i tysk patent 4/58, hvorved oppnåes tilpasning over et vesentlig bredere frekvensbånd, doVoS, de to formler (IV) og (V) tilfredsstilles over et bredere frekvensbånd enn tidligere var mulig* Dette oppnåes ifoige oppfinnelsen ved at et interferens-absorbsjonssjikt somkarakteriserti nevnte tyske patent, fremstilles av et materiale, som består av en innstbpningsmasse der forsynes,

med fyllstoff<g>om påvirker permeabiliteten og dielektrisitets» konstanten og soss i det minste delvis består av blandings» krystaller, som er sammensatt av: xA og/eller y (B , Fe^ O^) og av m NiO og/eller n CoO og/eller o HnO og/eller p FeO og/eller q F«2°3. idet A er et oksyd av et metall i gruppen Zn, Cd og Hg, B er et oksyd av et metall å gruppen ffig, Ca, Sr og Ba og hvor m, ra, o, p, q kan være st valgfritt tall mellom 0,1 og 13, idet dog summen av diss® tall ikke skal overskride 26 og hvor videre x og/eller y kan anta verdien 1 eller 2»Blandingskrystallene kan da inne» hold® 10~40 %„ fortrinnsvis 15°20 % av xA og/eller y (b o FegOg). Andelen A i blandlngskrystallen© kan være en sinkoksyd og andelen B bariumoksyd, Blandlngskrystallen kan også sammensettes av (ZnO „ FSgOg) og (2FeO „ 3 Fe^O^),

Innstbpningsmassen er fortrinnsvis en naturlig eller kunstig kautsjuk med en tapsvinkel tg6£ + tg6//^under 0,1 eller et kunststoff med tapsvinkel tg6£ + tgS^under 0,1, Også blandinger av disse to stoffer kan komme

til anvendelse» Innstbpningsmassen kan også bestå av et hvilket som helst materiale anvendbart for tekniske byemed, forutsatt at dets tapsvinkel ligger under 0,1. Innstbpnings»

massera kan f.eks. være en mbrtel, betong, bitumen, tjære e„l0 med en tapsvinkel under 0,1.

Da det i visse tilfeller av tekniske grunner ikke er mulig å bringe tapene i sjiktet i overens» stemmelse med dielektrisitetskonstanten og permeabiliteten ifblge ovennevnte formel (III), slik at fullstendig tilpasning og dermed stbrst mulig dempning kan oppnåes, kan der under absorbsjonssjiktet anordnes et ytterligere sjikt i hvilket med små tap bblgens vei i absorbatoren blir forlenget» Den frem» og tilbakegående bblges fase innstilles da, slik at den tiIbakelbpende bblge interfererer med den fra absorbatorens overflate reflekterte bblge. Tykkelsen d av det eller de egentlige absorbasjonssjikt fåes av formelen:

hvor:

d - det absorberende delsjikts tykkelse,

.A = bølgelengden i materialet,

tg6£Dtg6/He= teoretisk tapsvinkel, som ifblge formel (III) materialet må være i besiddelse av for at sjiktet skal tilfredsstille formelen uten underlagssjikt.

tg6fc • tg6yU/= de virkelige tap i absorbsjonsmaterialet.

Formelen (VI) er stadig anvendbar når de virkelige tap i materialet ligger hbyere enn de teoretiske gitte tap for en absorbator uten underlag ifblge formel (III) eller (V).

Den samlede sjikttykkelse for absorbatoren er: h = d + g

d = tykkelsen av det absorberende sjikt,

g = tykkelsen av det bare fasefor skyvende underlagssjikt under forutsetning av at hbyfrekvenskonstan ten og tapsfaktoren ligger så lavt som mulig.

£. ogyW-er fortrinnsvis ikke vesentlig stbrre enn 1 og tg6£. + tgåyWmindre enn 0,1,

Den samlede sjikttykkelse blir da:

Underlagssjiktet, som bare bevirker faseforskyvning, og det absorberende sjikt for absorbatoren ifblge oppfinnelsen, kan være oppdelt i flere delsjikt, Fasefor skyvende sjikt kan da veksle med absorberende sjikt.

I interferensabsorbatoren kan dertil være innlagt dipoler, hvis lengde bestemmes av formelen:

hvor: XQ kan være alle bblgelengder i fritt rom for allé gjennom dipolene påvirkende bblger for frekvensbåndet. Dipolene kan da være fremstilt av et valgfritt trådmater ia le som enten selv er ledende eller er forsynt med en ledende overflate.

For i visse ekstremtilfeller å oppnå tilpasning av amplitudene for de to innbyrdes interfererende bbIgeandeler, kan amplituden for den fra ytterflaten reflekterte bblge, påvirkes, foeks0 av en del-diffusjon bevirkende romlig utformning av sjiktets utside, eller denne kan oke den inn i sjiktet trengende andel ved anordning av et "speilingssjikt"

(Entspiegelungsschicht) på overflaten, i likhet med de kjente optiske speilingssjikto Dette speilingssjikt er et tynt over-fiatelag, hvis overflatemotstand ligger mellom den for det frie rom og den for det underliggende absorbsjonssjikt»

Ved sammensetningen av et absorbsjonssjikt ifblge oppfinnelsen efter nevnte tyske patent blir, særlig ved ytterligere anvendelse av dipoler, en tilpasning til et så bredt frekvensbånd oppnådd, slik at £„eks, alle ifblge den nuværende teknikk anvendte radarbblger kan bli absorbert i tilstrekkelig grad i et meget tynt absorbsjons» sjikt.

Oppfinnelsen skal belyses nærmere neden-for under henvisning til på tegningene viste utfbrelses-eksempler: Fig. 1, 2 og 3 er diagrammer hvor abscissen angir bbIgelengden fra 0 - 20 cm og ordinaten angir de foranderlige verdier av begge sider i den ovenfor nevnte formel (VK Diagrammene gjengir kurver for materialer ifblge oppfinnelsen og viser at forme lens to halvdeler endrer seg stort sett parallelt med endringer i bbIgelengden„

EKSEMPEL 1.

I fig»1 er vist hbyfrekvenskonstantens avhengighet av bbigelengden i et absorbsjonssjikt ifblge oppfinnelsen, hvilket er sammensatt som fblger: I 10 vektdeler av en innstbpningsmasse av en butadienakrylnitri1-kautsjuk (Perbunan", Bayer, Leverkusen), som inneholder 33 % akrylnitril, er innblandet 80 vektdeler av et fyllstoff, som består av et pulver av blandingskrystaller, idet hver krystall består av 59,3 vekts-% (2CoO . 0,7 MnO . 0,3 NiO . 10 FeO . 13 FOgOg) . 25 vekts-% (ZnO?Fe2<>3) og 15,7 vekts-% (BaO . Fe20g)„

Videre tilsettes denne masse fblgende hjelpestoffer:

0,9 vektsdeler av et diisocyanat ("Desmodur TI", Bayer)

0,5 vektsdeler ZnO

0,6 vektsdeler stearinsyre

0,4 vektsdeler parafin

0,4 vektsdeler svovel

2,0 vektsdeler cumaronharpiks UH

0,2 vektsdeler en akselerator ("Vulkasit B", Bayer),

Et interferensaborbsjonssjikt fremstilt av dette materiale har fblgende hbyfrekvenskonstanters ved en bblgelengde A.= 3,2 cta, j_ e 10,0 og aa> 1,25

ved era bblgelengde0* 10,0 cm, t- * 11,0 og åa = 1,4,

Oisse verdier viser at høy f r ekvera s-konstanten endrer seg slik med bølgelengden, at betingelsene for den ovenfor nevnte formel stort sett oppfylles over et bredt bølgebånd,

EKSEMPEL 2

1 19 vektsdeler av en innstbpningsmasse

av butadienakrylnitril-kautsjuk ("Perbunan", Bayer Leverkusen), som inneholder 33 % akrylnitril, er innblandet 76 vektsdeler av et fyllstoff, som består av et pulver av blandingskrystaller, idet hver krystall består av 85 vekts-%

Et interferensabsorbsjonssjikt fremstilt

av dette materiale har fblgende hbyfrekvenskonstanter:

ved bølgelengde A0s 3.2 cm, £ = 10,5 og yU = 1,0

ved bølgelengde \ * 10,0 cm, £: = 10,5 og y! A, = 1,2,

Oisse verdier viser at høyfrekvens-konstanten endrer seg slik med bølgelengden, at betingelsene for den ovennevnte formel stort sett oppfylles over et bredt bblgebånd,

EKSEMPEL 3.,

I en innstbpningsmasse bestående av

9,11 vektsdeler av en kjent modifisert alkydharpiks

("Oesmophen 1100", Bayer),

2,8 vektsdeler av en videre kjent modifisert alkydharpiks ("Oesmophen 800", Bayer),

2,34 vektsdeler av en klorert difeayl ("Clophen A 60", Bayer), 3,47 vektsdeler av en xylolformaldehydharpiks ("XFN™, Bayer), 5,11 vektsdeler etylacetat,

6,93 vektsdeler butylacetat,

13,2 vektsdeler toluol,

2,18 vektsdeler eollodluarull, ("& 950", Bayer)

blir fblgende fyllstoffer innblandet:

I 55 vektsdeler av en innstbpningsmasse av en butadienakryInitri1-kautsjuk ("Perbunan", Bayer), som inneholder 33 % akrylnitril, innblandes 55 vektsdeler av et fyllstoff bestående av et pulver av blandingskrystaller, idet hver av disse består av 70 vekfcs-% (2Fe0 „ 3 Fe2°3<*><09>

30 vekts-% (ZnO , Fe20g).

Et interferenssjikt fremstilt av dette materiale har fblgende hbyfr-ekvenskoeastaB ter:

ved en bølgelengde ^ = 10,0 cm, 5,22 og ^c 1,33,

Også disse verdier viser at hbyfrekvens-konstarateø forandrer seg slik med bølgelengden at den nevnte foræels betingelser i det vesentlige oppfylles over et bredt bblgebånd.

For å oppsi en ytterligere tilpasning av ka snu f las jesj iktet ifblge oppfinnelsen serlig for bølgelengder over 20 em, kan der i selve sjiktet eller £ dets overflate vare innlagt dipoler. Lengden av disse bestemmes av formelen: hvor^\0kaa vare alle bølgelengder for frekvensbåndet„ som skal påvirkes av dipolene. Dipolene kan f.eks. vare av trfidmateriale av metall med hby elektrisk motstand og/eller av langstrakte monokrystaller, såkalte "whiskers", og/eller av kunststofftråd hvis overflate er forsynt med et tynt, ledende oetallsjikt eller et sjikt av sot eller grafitt og/eller av en elektrisk ledende kunststoffblanding.

Claims

lo Interferemsabsorbator for radiobølger som angitt i tysk patent 4/58, hvor for oppnåelse av samme amplitude for de interfererende motsatt fasede delbblger materialet er valgt slik at fblgende ligning tilfredsstilles:

karakterisert ved at absorbsjonssjiktet er fremstilt av et materiale som består av en innstbpningsmasse som fylles med fyllstoff der påvirker permeabiliteten og dielektrisitetskonstanten og som iallfall delvis består av blandingskrystaller som er sammensatt av: xA og/eller y CB , FS gOg) og av en NiQ© g/© ll@ r n CoO© g/eller o UnO© g/eller p FeO og/eller q FegOg • Å© r era oksyd av et metall i gruppen Zn, Cd og Hg, B et oksyd av@ t metall i gruppera Mg, Ca, Sr og Ba, og hvor as, n, o, p, q kan vøre et valgfritt tali mellom 0,1 og 13, men hvor smsjsaen av disse tall ikke skal være mere enn 26, og hvor videre x og/eller y kam anta verdien 1 eller 2o 2o Iraterferensabsorbator, søm angitt i påstand 1, karakterisert ved , at blamdingskrystallene inneholder 10 til 40 %, fortrinnsvis 15 til 20 % av andelen xA og/eller y (B» { <!>,®2 03 ^0 3„ Interferemsabsorbator, som angitt i påstand 1 eller 2, karakterisert ved , at andelen A i blandingskrystaIlen er et sinkoksyd og andelen B i biandingskrystallen er et bariunaeksyd«. 4. Interferensabsorbator, søm angitt i påstand 1 eller 2, karakterisert ved , at hlandingskrystallen er sammensatt av (ZnO . F©2<Q> g) og (2 FeO „ 3 Fe^ OgJo 5o Interfferensabsorbator, sota angitt i en av de foregående påstander, karakterisert ved , at imnstbpnångsmassen er en naturlig eller syntetisk kautsjuk med© n tapsvinkel tg6& + iq& yU, under 0,lo 6° Interferensabsorbator, som angitt i ©ra av de foregående påstander, karakterisert ved , at iMStbprainggtaassera er@ t kunststoff med en tapsvinkel <ft> S <&> t^<4><k> g&/^ ander 0,lo 70 Interferensabsorbator, som angitt i era av de foregående påstander, karakterisert ved , at innstbpniargsraassen er en raibrtel, betong eller lignende med era tapsvinkel tg6£ + tg6/*/ «rader 0,1» S, Interferensabsorbator , som angitt i@ n av de foregående påstander, karakterisert ved , at innstbpningsmassera er bitumen, tjsre eller lignende med en tapsvinkel tg6£ . + tq& yU/ under 0,1» 9, Interfereiasabsorbator , som angitt i en av de foregående påstander, karakterisert ved , at absorbsjonssjiktet er sammensatt av flere forskjellige sjikt, slik at alle sjiktene ti Isammen tilfredsstiller forme len: ;10, Interferensabsorbator , som angitt i en av de foregående påstander, karakterisert ved , at på undersiden av et eller flere absorbsjonssj ikt er det anordnet@ t mat©riale med lave tap og lave Sibyfrekvens=> konstanter, idet tykkelsen av det samled© sjikt gies av formelen: ;Bavor: d = tykkelsen av alle de absorbert© sjikt, g s tykkelses: av alle sjikt ra@d små tap, n s© t vilkårlig Si®It tall,© g og© r dielektrisitetskonstanten og permeabiliteten for det sarølede sjikt. 11. Imterferensabsorbator, som angitt i påstand 10, karakterisert ved , at sjiktet eller sjiktene med lav dielektrisitetskonstant består av et materiale med og ikke vesentlig over i og tapsfaktor tg + tg aasader 0,1* 12. Interferensabsorbator, som angitt'! en av de foregående påstander, karakterisert ved , at dipoler er innlagt i sjiktet, lengden av hvilke bestemmes av formelen:

idet kan vsre alle bølgelengder i fritt rom for alle frekvensbåndets bblger, som skal påvirkes av dipolene. 13. Interferensabsorbator, sota angitt i påstand 12, karakterisert ved , at 1 det minste en del av dipolene består av tråder av et metall med hby elektrisk motstand. 141. Xnterferensabsorbator, som angitt i påstand 12, karakterisert ved , at i det ta i ta ste en dei av di polera® består sv ©oraokrysta Iler, såkalte "whiskers". 15. Xnterferensabsorbator, som angitt i på s-t a rad 12, karakterisert ved , at i det naiæst©© æ del av dipolM© består av plasttråder, hvis overflate er belagt med et iederade materiale, f.eks. metall, sot, grafitt eller lignende. Ibo Xaterfereiasabsorbator , som angått i påstand 12, karakterisert ved , at i det ainst® ess del av dipolene bestå? av tråder av@ n elektrisk ledende karast-8t©ffblaffldimg. 17. Interferensabsorbator,§ oe angitt i en av de foregående påstander, karakterisert ved , at© ver° flaten tear en således romlig utformning at en slik andel av d® bbiger som treffer overflates spredes, at de interferer»©B ide andeler har same amplitude. 18.. Interferensabsorbator, sera angitt i påstandene 1 - 17, karakterisert ved , at overflaten har et "spel lingssj ikt" (ÉntspiegeJuitagssehieht) , hvis@ ver£late° motstand ligger mellom den for det frie rom og overflate» røotstandeæ for'-det rasraaest underliggende absorbsjøarssjikt, slik at de to interfererende eødele? av strålingen nar saøra® amplitude.