CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ VẬT LIỆU HẤP THỤ SÓNG ĐIỆN TỪ 1. CÁC LOẠI NGUYÊN LIỆU DÙNG CHẾ TẠO VẬT LIỆU HẤP THỤ SÓNG ĐIỆN TỪ Radar hoạt động ở tần sô vô tuyến siêu cao tần, có bước sóng siêu cực ngắn, dưới dạng xung được phát theo một tần số lập xung nhất định. Nhờ vào ănten, sóng radar tập trung thành một luồng hẹp phát vào trong không gian.
Trong quá trình lan truyền, sóng radar gặp bất kỵ mục tiêu nào thì bị phản xạ trở lại. Tín hiệu phản xạ trở lại được chuyển sang tín hiệu điện. Nhờ biết được vận tốc sóng, thời gian sóng phản xạ trở lại nên có thể biết được khoảng cách từ máy phát đến mục tiêu. Sóng radio có thể dễ dàng tạo ra với cường độ thích hợp, có thể phát hiện một lượng sóng cực nhỏ và sau đó khuếch đại vài lần.
Vì thế radar thích hợp để định vị vật ở khoảng cách xa mà các sự phản xạ khác như của âm thanh hay của ánh sáng là quá yếu không đủ để định vị. Tuy nhiên, sóng radio không truyền xa được trong môi trường nước, do đó, dưới mặt biển, người ta không dùng được radar để định vị mà thay vào đó là máy sonar dùng siêu âm. Đài radar có chức năng là trạm phát và thu EW. Mỗi loại radar chỉ phát và thu sóng tại một, vài tần số nhất định.
Dải tần làm việc của các đài radar nằm trong dải sóng ngắn tương ứng với dải tần số trong khoảng 1 – 110 GHz. Các dải tần làm việc của từng loại đài radar được chia thành nhiều loại (bảng 1.1) nhưng trong thực tế các đa số đài radar làm việc trong các dải tần X, Ku và một số ít loại trong dải Ka. 12 LÊ ĐỖ VIỆT HÙNG TS. NGUYỄN THU HÀ luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep Nghiên cứu chế tạo vật liệu hấp thụ sóng điện từ trên cơ sở cao su tự nhiên Bảng 1.
Dải tần số sóng điện từ Tên dải tần Tần số (GHz) Bước sóng chuẩn Dải Ka 27 – 38 8 mm Dải K 18 – 27 1 cm Dải Ku 12 – 18 2 cm Dải X 8 – 12 3 cm Dải C 4–8 5 cm Dải S 2–4 10 cm Dải L 1–2 20 cm Các nguyên liệu dùng để chế tạo vật liệu hấp thụ sóng radar (radar absorption materials – RAM) được phân thành hai nhóm chính theo cơ chế hấp thụ: - Vật liệu hấp thụ sóng điện từ theo cơ chế tổn hao điện: là các vật liệu có tính chất tổn hao điện môi cao như các polyme dẫn điện, các chất điện môi phức hợp, các chất điện ly rắn .v - Vật liệu hấp thụ sóng điện từ theo cơ chế tổn hao từ: là các vật liệu từ có độ từ thẩm riêng cao như các hợp kim sắt từ, các phức cacbonyl sắt từ, các ferit từ và garnet từ. Vật liệu tổn hao từ 1. Giới thiệu các loại vật liệu từ Vật liệu từ là các loại vật liệu có khả năng cảm ứng từ cao tạo từ thông. Vật liệu sắt từ là các vật liệu từ có khả năng làm tăng lượng từ thông của vật liệu khi có lực từ trường đặt vào.
Vật liệu sắt từ có thể được chia làm hai nhóm riêng biệt là vật liệu từ cứng và vật liệu từ mềm. Vật liệu từ cứng được sử dụng trong thiết bị ghi audio/video, bộ chuyển đổi năng lượng, thiết bị điều khiển dòng electron. Các vật liệu từ mềm chủ yếu được sử dụng trong các lĩnh vực như bộ nhớ computer, hệ thống nhận tín hiệu TV, radio và thiết bị vô tuyến, thiết bị vi sóng: thiết bị quang - từ. 13 LÊ ĐỖ VIỆT HÙNG TS.
NGUYỄN THU HÀ luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep Nghiên cứu chế tạo vật liệu hấp thụ sóng điện từ trên cơ sở cao su tự nhiên Các loại vật liệu có tính chất từ rất đa dạng, do đó, các loại vật liệu từ trên được phân chia theo cấu trúc phân tử và độ cảm ứng ứng của vật liệu thành các nhóm: - Vật liệu nghịch từ - Vật liệu thuận từ và vật liệu phản sắt từ - Vật liệu sắt từ và ferit từ. Vật liệu nghịch từ và vật liệu phản sắt từ có tính chất từ phụ thuộc vào lực từ trường ngoài. Vật liệu sắt từ là các loại thép từ có độ dẫn điện lớn và tổn hao dòng cảm ứng cao (dòng Eddy) được sử dụng trong lĩnh vực năng lượng điện. Vật liệu ferit từ là các oxyt kim loại có công thức chung là MO.Fe2O3 (M: là các kim loại hoá trị 2) được ứng dụng trong các lĩnh vực vô tuyến tần số cao.
Khả năng hấp thụ sóng điện từ của các vật liệu điện từ Vật liệu từ là thành phần cơ bản chế tạo các loại RAM và có chức năng làm cấu tử hấp thụ từ trong vật liệu. Khả năng hấp thụ sóng điện từ và dải sóng hấp thụ của vật liệu RAM phụ thuộc vào tính chất từ, độ từ thẩm và tần số làm việc của vật liệu từ. Mỗi loại vật liệu ferit được ứng dụng chế tạo RAM tại một dải tần nhất định. Ví dụ vật liệu Fe từ và một số ferit từ mềm như MnZn-ferit, NiZn-ferit có dải tần làm việc thấp (<500MHz) gây tổn hao từ lớn trong dải tần số vi sóng hoặc cao hơn.
Tuy nhiên do bản chất của sóng điện từ, các vật liệu từ thường được kết hợp với các vật liệu điện tạo mạch hấp thụ cộng hưởng. Các vật liệu sắt từ và vật liệu spinel có độ từ thẩm cao và tần số cộng hưởng thích hợp chế tạo các loại RAM trong dải băng tần C, X, Ku, K. Các loại hợp kim từ của sắt kim loại có tính chất dẫn điện cao nên được sử dụng chế tạo RAM có dải tần hấp thụ thấp. Các vật liệu có cấu trúc Garnet và các vật liệu từ cứng có cấu trúc hexagonal có dải tần cộng hưởng cao hơn được ứng dụng chế tạo các loại RAM trong dải K và Ka.
Các vật liệu từ khi được kết hợp với các chất hấp thụ điện là các polyme dẫn điện sẽ làm tăng hệ số hấp thụ và giảm khối lượng riêng của vật liệu RAM. 14 LÊ ĐỖ VIỆT HÙNG TS. NGUYỄN THU HÀ luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep Nghiên cứu chế tạo vật liệu hấp thụ sóng điện từ trên cơ sở cao su tự nhiên 1. Vật liệu tổn hao điện 1.
Vật liệu điện môi Vật liệu điện môi là loại vật liệu có khả năng phân cực dưới tác dụng của điện trường. Khi một chất được đặt trong một điện trường E sẽ có hiện tượng phân cực tạo các momen tĩnh điện. Khả năng phân cực của vật liệu phụ thuộc vào bản chất của chúng. Debye đã mô tả quá trình phân cực chất điện môi đến giá trị cân bằng cần có một khoảng thời gian nhất định - Thời gian trễ (r).
Trong quá trình phân cực, chất điện môi sẽ hấp thụ năng lượng điện trường chuyển thành các dạng năng lượng khác là nhiệt năng. Khả năng hấp thụ năng lượng điện phụ thuộc vào bản chất của các chất điện môi – yếu tố tổn hao góc điện môi (tan ), được xác định như sau: σ 𝑡𝑎𝑛𝛿 = 𝜀 ω Hình 1. Sự biến đổi ’, ” theo tần số của vật liệu điện Hình 1.