Пристрій пасивного захисту об’єктів від потужного емі

Реферат: Пристрій пасивного захисту об'єктів від потужного ЕМІ містить корпус, на внутрішню поверхню якого нанесений шар з діелектричного матеріалу, всередині якого хаотично розподілені сферичні вкраплення α-радіоактивної речовини різного розміру, а на зовнішню поверхню діелектричного матеріалу хаотично нанесені плями високопровідної речовини різного розміру. Додатково введений шар напівпровідника, на який хаотично нанесені плями α-радіоактивної речовини різного розміру, відстань між корпусом та об'єктом, що захищається, повинна бути не менша ніж 3,8 см (довжина треків α-часток). UA 81423 U (54) ПРИСТРІЙ ПАСИВНОГО ЗАХИСТУ ОБ'ЄКТІВ ВІД ПОТУЖНОГО ЕМІ UA 81423 U UA 81423 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Запропонована корисна модель належить до галузі радіотехніки і може бути використана для пасивного захисту радіоелектронних засобів (РЕЗ) та автоматизованих систем управління (АСУ) від потужного електромагнітного імпульсу (ЕМІ), поглинання поверхнями електромагнітних випромінювань при розробці поглиначів для елементів конструкцій. Найбільш близьким до запропонованого технічним рішенням, вибраним як прототип, є пристрій для зменшення інтенсивності відбиття електромагнітного випромінювання в широкому діапазоні частот [1], який містить корпус, на внутрішню поверхню якого нанесений шар з діелектричного матеріалу, всередині якого хаотично розподілені сферичні вкраплення αрадіоактивної речовини різного розміру, а на зовнішню поверхню діелектричного матеріалу хаотично нанесені плями високопровідної речовини різного розміру. Недоліком пристрою-прототипу є недостатній захист об'єктів від потужного електромагнітного імпульсу. В основу корисної моделі поставлена задача створити пристрій пасивного захисту об'єктів (РЕЗ, АСУ) від потужного ЕМІ за рахунок нанесення шарів з радіоізотопної плівки та напівпровідника під захисний корпус. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що у пристрій-прототип, який містить корпус, на внутрішню поверхню якого нанесений шар з діелектричного матеріалу, всередині якого хаотично розподілені сферичні вкраплення α-радіоактивної речовини різного розміру, а на зовнішню поверхню діелектричного шару хаотично нанесені плями високопровідної речовини різного розміру, додатково введено шар напівпровідника, на який хаотично нанесені плями αрадіоактивної речовини різного розміру. Технічній результат, який може бути отриманий при здійсненні корисної моделі, полягає у збільшенні поглинання електромагнітних випромінювань та захисті як об'єктів, так й усіх з'єднань з зовнішніми джерелами, від потужного ЕМІ при жорстких вимогах до малогабаритних характеристик за рахунок одночасної дії декількох фізичних явищ та процесів. На фіг. 1 приведена структурна схема запропонованого пристрою. На фіг. 2 приведений фрагмент структури радіоізотопної плівки. Запропонований пристрій пасивного захисту об'єктів від потужного ЕМІ містить: корпус 2, на внутрішню поверхню якого нанесений шар радіоізотопної плівки, яка складається з діелектричного матеріалу 1, всередині якого хаотично розподілені сферичні вкраплення αрадіоактивної речовини різного розміру 3, а на зовнішню поверхню діелектричного шару хаотично нанесені плями високопровідної речовини різного розміру 4, та шар напівпровідника, на який хаотично нанесені плями α-радіоактивної речовини різного розміру. Відстань між корпусом та об'єктом, що захищається, повинна бути не менша ніж 3,8 см (довжина треків αчасток 5). Робота запропонованого пристрою полягає у наступному. Потужні електромагнітні випромінювання падають на корпус та з'єднання з зовнішніми джерелами, на внутрішній поверхні яких радіоізотопна плівка з шаром напівпровідника створюють твердотільну плазму, проходять в них та викликають дію основних фізичних процесів та явищ: - значне підвищення поглинання ЕМІ за рахунок того, що твердотільна плазма характеризується величинами одного порядку щодо дійсної та уявної частини діелектричної проникності; - загасання випромінювання на неоднорідностях провідностей матеріалу, α-радіоактивних вкрапленнях та внутрішній структурі треків α-часток радіоізотопної плівки; - перетворення випромінювання на нелінійності радіоізотопної плівки. Додатково хаотично нанесені плями α-радіоактивної речовини різного розміру на шарі напівпровідника викликають загасання випромінювань за рахунок газорозрядної плазми (на треках α-часток в результаті нерівноважених процесів), яка виникає при іонізації прилеглого до плям α-радіоактивної речовини оточуючого середовища. Для оцінки захисту від ЕМІ використовується співвідношення для коефіцієнтів поглинання, відбиття та пропускання: ρ+α+τ=1. (1) Значна частина об'єктів непрозора, τ=0, і вираз (1) приймає вигляд: α=1-ρ. (2) Коефіцієнт відбиття α на довжині хвилі λ визначається діелектричною проникністю εі та провідністю σі окремих шарів [2]. Кожна з визначених складових структури приладу пасивного захисту дає свій вклад в діелектричну проникність, яка в загальному випадку представлена наступним виразом: 1 UA 81423 U     , k  1  m    ,k  N  i1       M    4    1 , k  i e , k  eE2     j1   , (3)      , k  1  m    , k  N i 1   ,k   i     M  4 1 де: шару; j 1  ,k    E   2 e e  - діелектрична проникність напівпровідникового   , k   N 5 i 1 - вклад в діелектричну проникність стаціонарних і нестаціонарних включень (радіоактивних включень і треків); M   j 1 1  , k  - вклад в діелектричну проникність нерівноважних станів електронних підсистем радіоізотопної плівки і іонізованого повітряного (газового) середовища;       4   e , k   eE 2     - вклад в уявну частину діелектричної проникності радіоактивних плям з врахуванням нелінійних складових; 10 15 20 25  e - ефективна нелінійна провідність; E - середнє електричне поле;  , k - частота і хвилевий вектор, відповідно. Таким чином, запропонований пристрій дозволяє захистити об'єкти та їхні з'єднання з зовнішніми джерелами від електромагнітного імпульсу за рахунок створення шарів: твердотільної плазми, яка характеризується величинами одного порядку щодо дійсної та уявної частини діелектричної проникності й дозволяє ослабити вплив ЕМІ на величину до 100 дБ; та газорозрядної плазми, яка виникає при іонізації прилеглого до плям α-радіоактивної речовини оточуючого середовища, за рахунок треків α-часток в результаті нерівноважених процесів. Джерела інформації: 1. Патент на корисну модель, № 7486, Україна, МПК Н04К3/00. Пристрій для зменшення Інтенсивності відбиття електромагнітного випромінювання в широкому діапазоні частот / О.М. Сотніков, В.І. Карпенко, В.Ф. Клєпіков та ін. - № 20041210841; заяв. 15.06.2005; опубл. 15.06.2005; Бюл. № 6. 2. Базовая модель композитного материала с радиоизотопными включениями и определение основных физических механизмов, влияющих на отражающие и излучательные свойства материала/A.M. Сотников, Р.Г. Сидоренко, Г.В. Рыбалка - Збірник наукових праць Харківського університету Повітряних Сил. - Xарків, 2008. - С. 49-52. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 30 35 Пристрій пасивного захисту об'єктів від потужного ЕМІ, який містить корпус, на внутрішню поверхню якого нанесений шар з діелектричного матеріалу, всередині якого хаотично розподілені сферичні вкраплення α-радіоактивної речовини різного розміру, а на зовнішню поверхню діелектричного матеріалу хаотично нанесені плями високопровідної речовини різного розміру, який відрізняється тим, що додатково введений шар напівпровідника, на який хаотично нанесені плями α-радіоактивної речовини різного розміру, відстань між корпусом та об'єктом, що захищається, повинна бути не менша ніж 3,8 см (довжина треків α-часток). 2 UA 81423 U Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3