Введение к работе
Актуальность темы: Необходимость в утилизации остаточного и зачастую1 нежелательного электромагнитного излучения определяет постановку важной экологической задачи создания неотражающих поглотителей излучения на основе достаточно доступных композиционных материалов и простой технологии их приготовления.Решение этой задачи особенно актуально для диапазона сантиметровых и миллиметровых радиоволн, так как излучение на этих длинах волн оказывает сильное токсическое воздействие на живые организмы, вызывая в них необратимые болезненные процессы.
Работы по созданию поглотителей в диапазоне сверхвысоких частот (СВЧ) ыироко проводятся в последние годы в США, России, Великобритании, Японии и других промынленно развитых странах; направленность этих работ носит в основном военный характер и связана с разработкой поглощающих покрытий воздушных и морских судов для гашения зондирующих радиолокационных импульсных воздействий. Существующие поглотители СВЧ представляют нанесенные на металлическую поверхность, в общем случае многослойные композиционные материалы, содержащие высокодисперсные металлические-или ферромагнитные частицы. Эти поглотители оправдывают себя в длинноволновой части диапазона СВЧ;с повышением частоты излучения у таких поглотителей резко ухудиавтся способности к избирательному поглощению излучения.Кроме того, заметные по толщине поглощающие покрытия подобного типа утяжеляют несущие его конструкции, а в случае применения ферромагнитных материалов -ухудшают еще и механическую прочность покрытий. Вместе с тем исследованиями диэлектрических свойств полярных жидкостей установлено,что сходные эффекты безотражательного поглощения СВЧ излучения могут иметь место в системах, содержащих полярные молекулы и обладающих в этой связи дисперсией волн. При этом избирательное поглощение в таких системах происходит при малых толщинах покрытия и может быть реализовано в более широком диапазоне волн, включая и коротковолновую область миллиметрового дипазона СВЧ.
Указанное делает актуальным постановку и проведение по данной теме теоретического анализа условий безотражательного поглощения электромагнитного излучения в слое полярного диэлектрика с учетом их характеристик, создание соответствующего методологиче-
- A -ского и алгоритмического обеспечения для проектирования двухслой ных поглощающих систем диэлектрик-металл, разработки зксперимен тальных методов измерения диэлектрических свойств сильнопоглоща вщих материалов в диапазоне СВЧ и проведение экспериментальны исследований для имитационного моделирования указанных поглощающ систем. Работа проводилась в соответствие с тематическим плано Института фотозлектроники АН йзербайдаана.
Целью работы являлось создание теоретических основ безотраж тельного поглощения электромагнитного излучения и зкспериментал ное моделирование полученных результатов.
Для достижения поставленной цели было необходимо: 1. Найти условия возникновения безотражательного ( полного] поглощения электромагнитного излучения в слое полярного диэлект рика, нанесенного на металлическую подложку, и создать методику алгоритмическое и программное обеспечение для их расчета.
-
Разработать экспериментальные установки для исследования диапазоне СВЧ отражательных характеристик и диэлектрических своР ств полярных жидкостей и растворов.
-
Создать методику, алгоритмическое и программное обеспечь ние для определения диэлектрических коэффициентов СИЛЬНОПОГЛОЩс ющих жидкостей в диапазоне СВЧ.
4. Провести теоретическую и экспериментальную проверку сущі ствования безотражательного поглощения электромагнитного излучі ния в полярных растворах в диапазоне СВЧ.
Научная новизна и основные положения, выносимые на защиту
-
Теоретическое обоснование и аналитические уравнения, опі сывающие условия безотражательного (полного) поглощения злектрі магнитного излучения в двухслойной системе дизлектрик-металл.
-
Теоретическое обоснование возможности экспериментально обнаружения безотражательного поглощения электромагнитного излу ния в бинарных растворах и смесях полярного вещества в неполярн растворителях.
-
Зкспресс-метод определения диэлектрических свойств силь поглощающих на СВЧ полярных жидкостей и растворов по информати ным параметрам отраженного сигнала: толщине слоя вещества в то ке минимума отраженной волны и коэффициентам стоячей волны в зт точке и при бесконечной толщине слоя.
-
Результаты экспериментальных исследований в диапазоне С характеристик отражения бинарных растворов полярных жидкост
- 5 -гона, воды, формамида) в неполярных растворителях бензоле и :ане и обнардвении в них предсказанного теоретически эффекта гражательного поглощения электромагнитного излучения при оп-іенннх концентрациях полярного компонента. 5. Результаты исследований динамических диэлектрических свой-[юрмамида и его растворов в.диоксане, которые позволили устать существование в этих растворах двух дисперсионных областей гвского типа,определяемых релаксацией свободных дипольних мо-і и процессами распада соединенных водородными связями молеку-IX комплексов формамида.
Практическую ценность в работе представляют разработанные ал-гмы и реализующие их программы машинного расчета резонансных іний частот, толщин слоя покрытия, концентраций полярного ком-іта в бинарных смесях и растворах, при которых возникает эф-
безотражательного поглощения электромагнитного излучения, іогут быть использованы при проектировании и моделировании ітителей электромагнитного излучения для заданного диапазона
Разработанный экспресс-метод определения диэлектрических шциентов сильнопоглощавщих жидких диэлектриков, реализующие ілгоритм и программа могут быть применены в экспериментальных ідованиях. Установленная в работе функциональная связь между юм нулевого минимума коэффициента отражения волны и резонан-значением концентрации полярного компонента бинарных раство-юзволяет реализовать новый метод измерения малого и сверхма-содержания полярных веществ в неполярных растворителях. йпробация работы. Отдельные разделы и материалы диссертации представлены и обсуждены на I Международной конференции по химии (Баку, 1994 г.),на П Всероссийской научно-технической ренции с международным участием "Актуальные проблемы твердо-:ой электроники и микроэлектроники" (Таганрог, 1995 г.), на :ых конференциях аспирантов АН Азербайджана (Баку, 1995, гг.).
Публикации.По теме диссертации опубликовано 7 научных трудов. Содержание диссертации. Диссертация состоит из введения, че-
глав, выводов, приложения и списка литературы, содержащего именования.Она изложена на 143 страницах машинописного тек-
содержит 32 рисунка и 12 таблиц.
- о -
Похожие диссертации на Безотражательное поглощение электромагнитного излучения в полярных смесях и растворах
