Разработка и исследование радиоматериалов для антенных устройств подповерхностного зондирования

• Автор: Смольникова, Ольга Николаевна
• Шифр специальности: 05.16.09
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 160 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. Материалы для усиления помехозащищенности георадара от радиоизлучения верхней полусферы обзор.

1.1. Средства защиты георадара от электромагнитных полей методом экранирования

1.2. Технические требования к материалам, применяемых для целей экранировки георадара. Примеры создания радиопоглощающих материалов РПМ.
1.3. Анализ резистивных материалов с электропроводящими наполнителями типа сажи, графита, углеродных волокон.

1.4. Сравнение характеристик материалов, исследуемых в

работе, с промышленно выпускаемыми мировыми аналогами.

1.5. Основные направления теоретических и практических исследован ий

1.6. Теоретические предпосылки для создания многослойных

градиентнорезистивных РПМ

Выводы по главе 1.

ГЛАВА 2. Разработка электропроводящих композиционных материалов ЭКМ на основе пенополиуретанов с углеродными наполнителями.
2.1. Сведения об исходных компонентах.
2.2. Исследования материалов с помощью лазерного анализатора размеров частиц I.
2.3. Изучение структуры химически активированных графитов ХАТ . рентгежмрафическим методом.
2.4. Изучение электрических свойств покрытий ХАГ на плоских полимерных подложках
2.5. Изготовление экспериментальных образцов объемных пористых ЭКМ с заданными свойствами.
2.6. Электрофизические методы контроля подготовленных образцов объемных пористых ЭКМ в процессе изготовления и результаты измерений.
2.7. Исследование влияния условий пропитки поролона на свойства покрытия образцов ЭКМ.
2.8. Исследование процесса старения поролона марки ППУ и
образцов ЭКМ на его основе.
Выводы по главе
ГЛАВА 3. Экспериментальные исследовании структуры и радиофизических свойств ЭКМ.
3.1. Структура объемных пористых ЭКМ.
3.2. Измерения радиофизических характеристик ЭКМ в СВЧ диапазоне для контроля и оптимизации технологического процесса
3.3. Исследования спектров диэлектрической проницаемости в диапазоне частот 2. ГГц и построение модели поляризации среды типа ЭКМ
3.4. Исследование структуры и диэлектрических свойств ЭКМ в условиях
механического воздействия.
Выводы по главе 3.
ГЛАВА 4. Изготовление опытного образца помехоподавляющего экрана на основе разработанных ЭКМ
4.1. Частотные зависимости радиофизических характеристик многослойных структур проведение экспериментальных исследований и электродинамического моделирования.
4.2. Изготовление опытного образца помехоподавляющего экрана
4.3. Проведение натурных испытаний в условиях интенсивных помех в верхней полусфере
4.4. Оценка эффективности работы экрана.
Выводы по главе 4.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
Библиографический список.
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


Показано, что выбор технологии определяет условия перколяционного перехода проводимости. Разработана методика контроля за сушкой и термообработкой образцов поролона после замачивания и отжима в растворе КГП. Приведены результаты испытаний на старение поролона марки ППУ и образцов ЭКМ на его основе. Третья глава1 посвящена экспериментальным исследованиям структуры и радиофизических свойств ЭКМ. Разработка алгоритма расчета и провеление радиофизических измерений разрабатываемых материалов проводилась под руководством к. Бибикова С. Изучена структура материалов и морфология поверхности углеродных покрытий на ПГТУ. Проведена оценка геометрических размеров элементов струкгуры ППУ. Установлено, что удельная поверхность ПГТУ с плотностью
гм составляет 0, мг, а толщина углеродной пленки не более 1 мкм. Приведены результаты оценочного расчет скинслоя графитового покрытия. Произведен выбор и разработка методик определения диэлектрических параметров ЭКМ. Предложен относительно простой метод определения эффективных электрофизических характеристик пористых ЭКМ бесконтактным методом в СВЧ диапазоне, основанный на измерении амплитуд коэффициентов отраженияпрохождения в волноводе и в свободном пространстве. Получены экспериментальные зависимости комплексной диэлектрической проницаемости ЭКМ от содержания проводящего наполнителя для разных типов КГП на частоте 6,8 ГГц. Показано, что при использовании активированных графитов достижение требуемой проводимости происходит при меньших наполнениях по сравнению со стабилизированным КГ. В диапазоне частот от 2 до ГГц от 2 до ГГц получены спектры комплексной диэлектрической проницаемости материалов с различным содержанием углеродной фазы, а также образцов ЭКМ после дополнительной механической обработки. Показано, что дисперсия диэлектрической проницаемости пористых ЭКМ хорошо описывается моделью релаксационной поляризации с параллельно включнной резистивной частью. Введен фактор оценки неоднородности исследованных в работе ЭКМ. Установлено снижение комплексной диэлектрической проницаемости при механическом воздействии на полимерные вспененные материалы с покрытием из коллоиднографитовых препаратов. С использованием модели поляризации пористых ЭКМ определены электрофизические параметры исследуемых материалов высокочастотный предел и глубина дисперсии диэлектрической проницаемости, время и параметр размытия релаксации, проводимость на постоянном токе. Приведн пример использования рассчитанных модельных параметров для экстраполяции комплексной диэлектрической проницаемости в расширенную частотную область менее 2 ГТц, что позволяет прогнозировать свойства и разрабатывать сверхширокополосные радиопоглощающие материалы. В четвертой главе показана возможность использования разрабатываемых ЭКМ в качестве широкополосных радиопоглощающих структур. Изготовлены многослойные ЭКМ, проведены электродинамическое моделирование и экспериментальные исследования радиотехнических характеристик в диапазоне частот 2. ГГц и сравнение с расчетными данными с учетом дисперсионных характеристик слоев. Установлено хорошее соответствие расчетных и экспериментальных данных. Изготовлены опытные образцы помехоподавляющих экранов на основе четырех и пятислойных ЭКМ для георадаров ОКО2 и ЛОЗАВ с центральной частотой 0 МГц и 0 МГц, соответственно. Описаны конструктивные особенности изготовленных экранов. Приведены результаты натурных испытаний георадаров ОКО2 и ЛОЗАВ в сборе с помехоподавляющим экраном в условиях интенсивных помех в верхней полусфере. Исследования подтвердили возможность обеспечения эффективной работы георадара в условиях повышенных электромагнитных помех и переотражений из верхней полусферы благодаря применению многослойных РИМ на основе разрабатываемых ЭКМ. Проведена интгльня оценка эффективности работы помехоподавляющего экрана для георадара ОКО2 с помощью специально разработанного испытательного стенда. Установлено, что использование экрана позволяет обеспечить снижение уровня помех для георадара ОКО2 до 7. Б, для георадара ЛОЗАВ до дБ. В заключении перечислены основные результаты работы.