27218

طراحي و ساخت جاذب امواج الكترومغناطيسي با ساختار هرمي و بر پايهي فوم پلي اورتان

كارشناسي ارشد

مهندسي برق- مخابرات ميدان و موج

1397

1400/12/24

علي عبدالعالي

مهندسي برق

استفاده از انواع فوم¬ها به عنوان بستري جهت لايه¬نشاني مواد جاذب يا بازتاب دهنده¬ي امواج الكترومغناطيسي، به دليل وزن كم و انعطاف بالاي آن¬ها، جذابيت روز افزوني براي پژوهشگران داشته ¬است. در صنعت نيز از چنين ساختار¬هايي، كاركردهاي متفاوتي همانند حفاظ امواج الكترومغناطيسي ، جاذب ¬هاي منعطف/پوشيدني و ... استخراج شده¬است. در اين پژوهش با تمركز بر ساختار هرمي ، تمركز بر اين بوده تا با استفاده از روش لايه¬نشاني غوطه¬وري ، طيفي از مواد و ساختار¬هاي رايج در عرصه¬ي جذب امواج الكترومغناطيسي را در بستر فوم پلي¬اورتان وارد كنيم. نظر به دشواري¬هاي عملياتي در اندازه¬گيري پارامتر¬هاي الكترومغناطيسي چنين ساختاري، تا به امروز محققين مدل مناسبي جهت توجيه گذردهي الكتريكي اين ساختار ارائه نداده بودند. در اين پژوهش، با استفاده از روابط رايج تخمين گذردهي الكتريكي و پذيرفتاري مغناطيسي، اقدام به ارائه¬¬ي مدلي نموديم كه عملكرد جاذب هرمي با ارتفاع 45cm را با تقريب خوبي پيش¬بيني مي¬كند. در ادامه جهت اصلاح رفتار جاذب هرمي در حوزه¬ي فركانسي و كاهش افت و خيز در منحني جذب اين ساختار، براي اولين بار اقدام به اضافه كردن دي¬اكسيد تيتانيوم در كنار گرافيت به درون جاذب كرديم و با اين ابتكار موفق به يكنواخت تر كردن طيف جذب اين جاذب شديم. در ادامه و با كمك شبيه سازي هاي انجام شده براي اين ساختار، چالش¬هاي پيرامون جاذب هرمي در فركانس¬هاي پايين مورد مطالعه قرار گرفت، طيفي از راهكار¬ها براي فائق آمدن بر آن¬ها بررسي گردد. سپس ضمن طراحي يك جاذب ديگر با ساختار هرمي و بر مبناي اپوكسي رزين ، موفق شديم تا با كمك تركيبي از مواد مغناطيسي و الكتريكي (كربنيل آهن و كربن سياه ) و با كمترين ضخامت (35 ميلي¬متر)، بيش از 10- دسي¬بل جذب در فركانس¬هاي بالاتر از 2 گيگاهرتز و بيش از 20- دسي¬بل جذب در فركانس¬هاي بالاتر از 4 گيگاهرتز را محقق كنيم.

1401/07/25

Design and construction of pyramidal Electromagnetic Wave Absorber based on polyurethane foam

3/15/2023 12:00:00 AM

In this study, we investigated the electromagnetic properties of 5 different materials (two graphites, carbon black, titanium oxide and carbonyl iron) in order to design (and produce) electromagnetic absorbers with pyramidal structure and based on (1) polyurethane foam and (2) epoxy-resin. Simulation of pyramidal absorber were performed in COMSOL and MATLAB. After measuring S11 of produced pyramidal absorbers, we tried to introduce a new model that justifies the outcoming results. During this research, different models for calculation of effective permittivity and permeability were compared and studied. These data were used to design an epoxy-resin based, pyramidal microwave absorber with a relatively low thickness (<3.5cm) in order to absorb EM waves in frequencies above 1.5GHz.

كربنيل آهن , گرافيت , كربن سياه , لايه نشاني غوطه وري , جاذب هرمي , فوم پلي اورتان , جاذب امواج الكترومغناطيسي

Carbonyl iron , Graphite , carbon black , dip coating , pyramidal absorber , polyurethane foam , Electromagnetic wave absorber

Alireza Fattahi

Dr. Abdolali