Ultrawideband UHF range metamaterials in the field of electromagnetic compatibility

П.Н. Захаров; А.Ф. Королев; Е.Ю. Крамаренко; Е.В. Митрофанов; А.А. Радковская; Н.Н. Сысоев; В.А. Черепенин; А.Н. Шалыгин; Е.Е. Шалыгина

Ultrawideband UHF range metamaterials in the field of electromagnetic compatibility

П.Н. Захаров¹, А.Ф. Королев², Е.Ю. Крамаренко³, Е.В. Митрофанов⁴, А.А. Радковская⁵, Н.Н. Сысоев⁶, В.А. Черепенин⁷, А.Н. Шалыгин⁸, Е.Е. Шалыгина⁹

research article Pages: 71-82

^1,5 к.ф.-м.н., доцент, Физический факультет, МГУ им. М.В. Ломоносова
² к.ф.-м.н., доцент, и.о. зав. кафедрой фотоники и физики микроволн, Физический факультет, МГУ им. М.В. Ломоносова
³ д.ф.-м.н., профессор, Физический факультет, МГУ им. М.В. Ломоносова
⁴ к.ф.-м.н., Физический факультет, МГУ им. М.В. Ломоносова
⁶ д.ф.-м.н., профессор, зав. кафедрой молекулярных процессов и экстремальных состояний вещества, Физический факультет, МГУ им. М.В. Ломоносова
⁷ чл.-корр. РАН, д.ф.-м.н., профессор, Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН; Физический факультет, МГУ им. М.В. Ломоносова
⁸ д.ф.-м.н., доцент, Физический факультет, МГУ им. М.В. Ломоносова
⁹ д.ф.-м.н., профессор, гл. науч. сотрудник, Физический факультет, МГУ им. М.В. Ломоносова

Keywords: electromagnetic compatibility metamaterials amorphous magnetic ribbon polymer/foam materials radioabsorbing covers radioscreening covers UHF range

Abstract

The experimental samples of UWB radioabsorbing and radioscreening UHF range materials are developed. These samples are two-layered systems based on high-conducting Fe73,5Cu1Nb3Si13,5B9 amorphous magnetic ribbons and polymer/foam materials with magnetic inclusions of micron sizes. Measurement results of transmission and reflection coefficients dependencies from frequency are presented. Two-layered structure, consisting of amorphous ribbon (first layer) and silicon plate with particles of carbonyl iron (second layer), provides screening ability in the range of 8-12 GHz at the level of -91,0?-97,0 dB and reflection coefficient of about

-4,5?-11,8 dB. In its turn two-layered structure based on amorphous ribbon (first layer) and foam including magnetic particles of micron sizes (second layer) provides screening ability in the range of 8-12 GHz at the level of -89,5?-101,5 dB and reflection coefficient of -6,0?-11,0 dB.

How to cite

Захаров П.Н., Королев А.Ф., Крамаренко Е.Ю., Митрофанов Е.В., Радковская А.А., Сысоев Н.Н., Черепенин В.А., Шалыгин А.Н., Шалыгина Е.Е. Сверхширокополосные метаматериалы СВЧ-диапазона в задачах электромагнитной совместимости // Успехи современной радиоэлектроники. 2017. № 3. С. 71–82.

References

Alekseev A.G., SHtager E.A., Kozyrev S.V. Fizicheskie osnovy tekhnologii STEALTH. SPb.: VVM. 2007.
Ravaev A.A. Materialy, pogloshhajushhie SVCH-izluchenija. M.: Nauka. 1982. S. 84-85.
Ostrovskijj O.S., Odarenko E.N., SHtatko A.A. Zashhitnye ehkrany i poglotiteli ehlektromagnitnykh voln // FIP. 2003. T. 1. № 2. S. 161-173.
Velikanov V.D. i dr. Radiotekhnicheskie sistemy v raketnojj tekhnike. M.: Voenizdat. 1974. S. 230-236.
Pat. RF № 2119216. Ustrojjstva dlja pogloshhenija izluchaemykh antennojj voln; kombinirovannye konstrukcii iz takikh ustrojjstv s aktivnymi antennymi ehlementami ili sistemami / Borzenko G.P., Tkachev N.A. Prioritet ot 20.09.1998.
Pat. RF №2155420. Radiopogloshhajushhee pokrytie, sposob poluchenija i upravlenija ego svojjstvami i ustrojjstvo dlja distancionnogo izmerenija otrazhatelnykh svojjstv pokrytijj na obektakh v SVCH-diapazone radiovoln / SHabanov S.G. Prioritet ot 12.01.2000.
Pat. RF 2294948. Sposob poluchenija radiopogloshhajushhego pokrytija / Voronin I.V., Gorbatov S.A., Petrunin V.F. Prioritet ot 01.10. 2006.
Pat. RF 2256984. Radiopogloshhajushhee pokrytie i sposob ego izgotovlenija / Ajjzikovich B.V., Alekseev A.G., ZHukova E.V., Kliodt M.F., Kozyrev S.V., Petrova E.A., Starostin A.P., Starostina T.V. Prioritet ot 20.07. 2005.
Pat. RF 2228565. Radiopogloshhajushhee pokrytie i sposob ego poluchenija / Alekseev A.G., Starostin A.P., JAkovlev S.V., Lucev L.V., Kozyrev S.V. Prioritet ot 10.05.2004.
Lucev L.V., Nikolajjchuk G.A., Petrov V.V., JAkovlev S.V. Mnogocelevye radiopogloshhajushhie materialy na osnove magnitnykh nanostruktur: poluchenie, svojjstva i primenenie // Nanotekhnika. 2008. № 2. S. 37-41.
Nikolajjchuk G.A., Petrov V.V., JAkovlev S.V., Lucev L.V. Radiopogloshhajushhie materialy na osnove nanostruktur // Nanotekhnika. 2009. № 1. S. 41-45.
Pat. RF 20111187. Konstrukcionnyjj radiopogloshhajushhijj material / Romanov A.M., Antipova E.A., Beljaev A.A., Puzanova O.E., Ivanova N.N., Bespalova E.E. Prioritet ot 11.05.2011.
Lutsev L.V., Yakovlev S.V., Zvonareva T.K., Alexeyev A.G., Starostin A.P., Kozyrev S.V. Microwave Properties of Granular Amorphous Carbon Films with Cobalt Nanoparticles // Journal of Applied Physics. 2005. V. 97. № 10. P. 104327.
Lebedev V.M., Zvonareva T.K., Lucev L.V. Issledovanie sostava i struktury modificirovannykh kobaltom i medju plenok amorfnogo gidrogenizirovannogo ugleroda a-C:H jaderno-fizicheskimi metodami // Tezisy dokl. XIV Mezhdunar. konf. po ehlektrostaticheskim uskoriteljam i puchkovym tekhnologijam. Obninsk. 2001.
Nikolaychuk G.A., Lutsev L.V., Yakovlev S.V., Petrov V.V. Properties and technology of broadband microwave absorbing covers of the base of hydrogenated carbon with 3d-metal nanoparticles // Proceedings of the International Conference «Functional Materials» (ICFM-2007). Crime. Partenit. 2007. P. 344.
JAkovlev S.V., Ivanov V.P., Nikolajjchuk G.A. Izmerenie kompleksnojj diehlektricheskojj pronicaemosti tonkoplenochnykh radiopogloshhajushhikh materialov v diapazone chastot ot 300 MGc do 40 GGc rezonansnym metodom // Trudy KHVII Mezhdunar. konf. «Magnetizm, dalnee i blizhnee spin-spinovoe vzaimodejjstvie». 2010. S. 57-58.
Patent RU 2280229. SHirokopolosnoe radiopogloshhajushhee maskirovochnoe pokrytie i sposob ego izgotovlenija. Burmickijj JU.N., Vladimirov D.N., KHandogina, E.N., Timoshenko G.V., Kostjunin N.N. Prioritet ot 20.07.2006.
Ustimenko L., KHandogina E., Vladimirov D. Nanomaterialy dlja poglotitelejj ehlektromagnitnykh voln i zashhity informacii // Komponenty i tekhnologija. 2010. № 12. S. 114-146.
Pat. RF 130150. Sredstvo zashhity ot ehlektromagnitnogo vozdejjstvija / Vladimirov D.N., Vavilova S.S., Suslov L.M., KHandogina E.N. Prioritet ot 14.08.2013.
Pat. RF 150821. Ustrojjstvo zashhity ot ehlektromagnitnogo vozdejjstvija (Varianty) / Vladimirov D.N., Suslov L.M., KHandogina E.N., Bagautdinov M.Z., Gumerov A.V., Dautov M.R., Antonjuk I.A. Prioritet ot 30.09.2014.
Pat. RF 159329. Zashhitnoe maskirovochnoe pokrytie / Vladimirov D.N., Petrova L. M., Suslov L.M., Frolova I.V., KHandogina E.N. Prioritet ot 07.09.2015.

[1] Alekseev A.G., SHtager E.A., Kozyrev S.V. Fizicheskie osnovy tekhnologii STEALTH. SPb.: VVM. 2007.

[2] Ravaev A.A. Materialy, pogloshhajushhie SVCH-izluchenija. M.: Nauka. 1982. S. 84-85.

[3] Ostrovskijj O.S., Odarenko E.N., SHtatko A.A. Zashhitnye ehkrany i poglotiteli ehlektromagnitnykh voln // FIP. 2003. T. 1. № 2. S. 161-173.

[4] Velikanov V.D. i dr. Radiotekhnicheskie sistemy v raketnojj tekhnike. M.: Voenizdat. 1974. S. 230-236.

[5] Pat. RF № 2119216. Ustrojjstva dlja pogloshhenija izluchaemykh antennojj voln; kombinirovannye konstrukcii iz takikh ustrojjstv s aktivnymi antennymi ehlementami ili sistemami / Borzenko G.P., Tkachev N.A. Prioritet ot 20.09.1998.

[6] Pat. RF №2155420. Radiopogloshhajushhee pokrytie, sposob poluchenija i upravlenija ego svojjstvami i ustrojjstvo dlja distancionnogo izmerenija otrazhatelnykh svojjstv pokrytijj na obektakh v SVCH-diapazone radiovoln / SHabanov S.G. Prioritet ot 12.01.2000.

[7] Pat. RF 2294948. Sposob poluchenija radiopogloshhajushhego pokrytija / Voronin I.V., Gorbatov S.A., Petrunin V.F. Prioritet ot 01.10. 2006.

[8] Pat. RF 2256984. Radiopogloshhajushhee pokrytie i sposob ego izgotovlenija / Ajjzikovich B.V., Alekseev A.G., ZHukova E.V., Kliodt M.F., Kozyrev S.V., Petrova E.A., Starostin A.P., Starostina T.V. Prioritet ot 20.07. 2005.

[9] Pat. RF 2228565. Radiopogloshhajushhee pokrytie i sposob ego poluchenija / Alekseev A.G., Starostin A.P., JAkovlev S.V., Lucev L.V., Kozyrev S.V. Prioritet ot 10.05.2004.

[10] Lucev L.V., Nikolajjchuk G.A., Petrov V.V., JAkovlev S.V. Mnogocelevye radiopogloshhajushhie materialy na osnove magnitnykh nanostruktur: poluchenie, svojjstva i primenenie // Nanotekhnika. 2008. № 2. S. 37-41.

[11] Nikolajjchuk G.A., Petrov V.V., JAkovlev S.V., Lucev L.V. Radiopogloshhajushhie materialy na osnove nanostruktur // Nanotekhnika. 2009. № 1. S. 41-45.

[12] Pat. RF 20111187. Konstrukcionnyjj radiopogloshhajushhijj material / Romanov A.M., Antipova E.A., Beljaev A.A., Puzanova O.E., Ivanova N.N., Bespalova E.E. Prioritet ot 11.05.2011.

[13] Lutsev L.V., Yakovlev S.V., Zvonareva T.K., Alexeyev A.G., Starostin A.P., Kozyrev S.V. Microwave Properties of Granular Amorphous Carbon Films with Cobalt Nanoparticles // Journal of Applied Physics. 2005. V. 97. № 10. P. 104327.

[14] Lebedev V.M., Zvonareva T.K., Lucev L.V. Issledovanie sostava i struktury modificirovannykh kobaltom i medju plenok amorfnogo gidrogenizirovannogo ugleroda a-C:H jaderno-fizicheskimi metodami // Tezisy dokl. XIV Mezhdunar. konf. po ehlektrostaticheskim uskoriteljam i puchkovym tekhnologijam. Obninsk. 2001.

[15] Nikolaychuk G.A., Lutsev L.V., Yakovlev S.V., Petrov V.V. Properties and technology of broadband microwave absorbing covers of the base of hydrogenated carbon with 3d-metal nanoparticles // Proceedings of the International Conference «Functional Materials» (ICFM-2007). Crime. Partenit. 2007. P. 344.

[16] JAkovlev S.V., Ivanov V.P., Nikolajjchuk G.A. Izmerenie kompleksnojj diehlektricheskojj pronicaemosti tonkoplenochnykh radiopogloshhajushhikh materialov v diapazone chastot ot 300 MGc do 40 GGc rezonansnym metodom // Trudy KHVII Mezhdunar. konf. «Magnetizm, dalnee i blizhnee spin-spinovoe vzaimodejjstvie». 2010. S. 57-58.

[17] Patent RU 2280229. SHirokopolosnoe radiopogloshhajushhee maskirovochnoe pokrytie i sposob ego izgotovlenija. Burmickijj JU.N., Vladimirov D.N., KHandogina, E.N., Timoshenko G.V., Kostjunin N.N. Prioritet ot 20.07.2006.

[18] Ustimenko L., KHandogina E., Vladimirov D. Nanomaterialy dlja poglotitelejj ehlektromagnitnykh voln i zashhity informacii // Komponenty i tekhnologija. 2010. № 12. S. 114-146.

[19] Pat. RF 130150. Sredstvo zashhity ot ehlektromagnitnogo vozdejjstvija / Vladimirov D.N., Vavilova S.S., Suslov L.M., KHandogina E.N. Prioritet ot 14.08.2013.

[20] Pat. RF 150821. Ustrojjstvo zashhity ot ehlektromagnitnogo vozdejjstvija (Varianty) / Vladimirov D.N., Suslov L.M., KHandogina E.N., Bagautdinov M.Z., Gumerov A.V., Dautov M.R., Antonjuk I.A. Prioritet ot 30.09.2014.

[21] Pat. RF 159329. Zashhitnoe maskirovochnoe pokrytie / Vladimirov D.N., Petrova L. M., Suslov L.M., Frolova I.V., KHandogina E.N. Prioritet ot 07.09.2015.

Abstract

How to cite

Related articles