استفاده از نانو كامپوزيت‌هاي كربني در طراحي جاذب‌هاي الكترومغناطيسي پهن‌باند

Design A Wideband Electromagnetic Absorber Using Carbon Nano-composite

در حالت عادي تركيبات كربن داراي جذب الكتريكي بالايي در محدوده باند فركانسي مايكروويو مي‌باشند. بمنظور افزايش جذب مغناطيسي اين تركيبات، نانو ذرات ناخالصي مانند فريت‌ها، سنداست‌ها و ذرات فلزي به آن‌ها افزوده مي‌شود. در اين مقاله با بكارگيري نانو كامپوزيت‌هاي كربني يك ساختار جاذب الكترومغناطيسي معرفي شده است. اين جاذب بصورت چندلايه و در محدوده باند X مايكروويو (GHz12/4-8/2) با استفاده از خواص الكترومغناطيسي نانو كامپوزيت‌هاي كربني معرفي شده در تحقيقات اخير، طراحي شده است. در اين طراحي، محاسبه مقادير جذب در حالت‌هاي مختلف براساس تئوري خط انتقال (TLM) انجام شده است. همچنين بهينه‌سازي عملكرد جاذب معرفي شده با هدف دستيابي به بيشترين پهناي باند جذبي، با بكارگيري الگوريتم بهينه‌سازي ازدحام ذرات بهبود يافته محلي (MLPSO) صورت گرفته است. اين جاذب با ضخامت mm 3/3 در حالت تابش عمودي موج الكترومغناطيسي، داراي حداقل تلفات بازگشتي db 11/8- (معادل 94 درصد جذب) و حداكثر جذب dB -42 در محدوده فركانسي X مي‌باشد.

Normally, carbon compounds have proper electrical absorption in microwave frequencies. To enhance the magnetic absorption these compounds, nanoparticles impurities such as ferrites, sandast and metal particles are added to them. In this paper, a carbon Nano-composite electromagnetic absorber is proposed. Utilizing the electromagnetic properties of the some previous reported carbon Nano-composite materials, the proposed multi-layer absorber is designed in X band (8.2-12.4 GHz) frequencies. The absorption characteristics of the absorber are calculated by analytic transmission line method (TLM). The permittivity (ɛ) and permeability (µ) of the Nano-composite materials are derived from previous reported papers. Also, using modified local particle swarm optimization (MLPSO) method, the performance of the proposed absorber is improved. In X band frequencies, the return loss of the investigated absorber is less than -11.8 dB (94 percent absorption) with 3.3 mm thickness. Furthermore In this band, the maximum absorption value is about -42 dB for the proposed configuration.