Методы и средства защиты природной среды от электромагнитных излучений

Радиопоглощающие  материалы

Радиопоглощающие материалы (РПМ) используют для поглощения электромагнитных волн, а также для снижения заметности в радиолокационном диапазоне различных стационарных, двигающихся и летающих объектов.

При взаимодействии падающей электромагнитной волны с РПМ происходит ее поглощение, рассеяние, а в некоторых случаях  и интерференция. В результате этих процессов происходит диссипация энергии  падающей волны в поглощающем  покрытии и отраженная волна становится незначительной. Требования, предъявляемые к РПМ имеют противоречивый характер. С одной стороны для обеспечения малого отражения для обеспечения малого отражения падающей волны от поглощающего покрытия требуется, чтобы его свойства не сильно отличались от свойств свободного пространства, т. е. среды в которой распространяется волна. С другой стороны, необходимо чтобы среда обладала значительными потерями.

Для согласования этих двух требований используют ряд мер, учитывающих  назначение и область применения РПМ, диапазон частот его работы, требования к массогабаритным характеристикам, особенности эксплуатации и т. п.

По принципу действия РПМ делятся  на две большие группы - объемные и резонансные (интерференционные) поглотители.

В объемных поглотителях используется объемное поглощение электромагнитной энергии за счет внесения электрических или магнитных потерь. Поглощающие материалы этого типа состоят из основы и наполнителя. В качестве основы используются различные каучуки, пенопласты и другие органические связующие. В качестве наполнителей используют порошки графита, угольной или ацетиленовой сажи, порошки карбонильного железа, металлические волокна т. п. Количество наполнителя достигает 40 % по массе. При дальнейшем увеличении концентрации металлических частиц мощность поглощенной энергии уменьшается из-за увеличения отражения от металлических образований. Для уменьшения эффекта отражения внешние слои поглотителя имеют незначительные концентрации наполнителя по сравнению с более глубокими слоями. Внешнюю поверхность объемных поглотителей часто выполняют в виде шипов, имеющих форму конуса или пирамиды.

Для защиты от внешних источников ЭМП стены зданий можно покрывать  пористым бетоном с примесью графита, волосяными матами, пропитанными неопреном и угольной сажей, многослойными строительными материалами и т. п. Достоинства объемных поглотителей – высокое поглощение энергии ЭМП с малым коэффициентом отражения в широко диапазоне частот. Недостаток – большие массогабаритные параметры.

Резонансные поглотители представляют собой композицию из чередующихся слоев диэлектрика и проводящих пленок металла. Толщина слоя диэлектрика составляет четверть длины волны падающего излучения или кратна нечетному числу  . Принцип действия таких систем основан на интерференции падающей волны и образовании в них стоячих волн. К достоинствам относят низкий коэффициент отражения, малая масса, компактность. Недостаток – недостаточная широкополосность.

В ряде случаев применяют комбинированные РПМ, представляющие собой сочетание резонансных и объемных поглотителей.

Различные виды РПМ не исчерпываются  приведенными типами. В настоящее  время ведутся разработки различных  типов РПМ как с точки зрения совершенствования свойств существующих композиций в части увеличения поглощающей  способности, значительного снижения отражательной способности и  массогабаритных характеристик, увеличения диапазона частот и прочности, так  и с точки зрения принципиально  новых типов РПМ.

Литература

• Сподобаев Ю. М., Кубанов В. П. Основы электромагнитной экологии. — М.: Радио и связь, 2000. — 240 с.
• Довбыш В. Н., Маслов М. Ю., Сподобаев Ю. М. Электромагнитная безопасность элементов энергетических систем.2009. — 198 с
• Кудряшов Ю. Б., Перов Ю. Ф. Рубин А. Б. Радиационная биофизика: радиочастотные и микроволновые электромагнитные излучения. Учебник для ВУЗов. — М.: ФИЗМАТЛИТ, 2008. — 184 с. — ISBN 978-5-9221-0848-5
• Охрана окружающей среды: Учебник для вузов / С. В. Белов, Ф. А. Барбинов, А. Ф. Козьяков и др.: Под ред. С. В. Белова. – М.: Высш. школа, 1991. – 191 с.
• Интернет