Экран Солсбери — это способ уменьшить отражение радиоволн от поверхности. Это была одна из первых концепций в области радиопоглощающего материала , аспекта « стелс-технологии », используемого для предотвращения радарного обнаружения военных машин противником. Впервые он был применен для уменьшения эффективной площади отражения радара (ЭПР) корабля. Экран Солсбери был изобретен американским инженером Уинфилдом Солсбери в начале 1940-х годов (см. дату подачи заявки на патент). Патент был отложен из-за безопасности военного времени. [1] [2]
Экраны Солсбери работают по тому же принципу, что и оптические просветляющие покрытия, используемые на поверхности линз фотоаппаратов и очков, чтобы предотвратить отражение света. Самая простая для понимания конструкция экрана Солсбери состоит из трех слоев: заземляющего слоя , который представляет собой металлическую поверхность, которую необходимо скрыть, диэлектрика без потерь точной толщины (четверть длины волны радиолокационной волны, подлежащей поглощению) и тонкий глянцевый экран.
Чтобы понять подавление волн, необходимо понять концепцию интерференции . Когда две когерентные электромагнитные волны , движущиеся в одном и том же пространстве, взаимодействуют, они объединяются, образуя одну результирующую волну. Если две волны находятся « в фазе », то есть их пики совпадают, они складываются, и выходная интенсивность представляет собой сумму интенсивностей двух волн. Однако если две волны находятся на половине длины волны « в противофазе », поэтому положительные пики одной волны совпадают с отрицательными пиками другой, две волны вычитаются, и разница равна нулю.
Толщина диэлектрика сделана равной четверти длины волны (λ/4) ожидаемой радиолокационной волны. Поскольку вторая волна (на этапе 2) проходит толщину диэлектрика дважды (один раз входя и один раз выходя), дополнительное расстояние, которое она проходит, составляет половину длины волны (λ/2). Таким образом, когда они объединяются, они сдвинуты по фазе с первой волной на половину длины волны, и две волны нейтрализуются.
Эта концепция имеет существенные недостатки, которые ограничивают использование экранов Солсбери. Во-первых, простая конструкция Солсбери, описанная выше, хорошо работает только на одной радиолокационной частоте, поэтому противнику нужно только изменить ее частоту, чтобы победить его. Более сложные многослойные конструкции Солсбери могут перекрывать диапазон частот, но только за счет увеличения толщины, и в лучшем случае покрывать лишь часть радиолокационного спектра.
Еще одна проблема — толщина самого экрана. Длина волны радара находится в диапазоне от 10 см до 1 мм, поэтому толщина экрана (четверть длины волны) должна быть не более 2,5 см, а многослойные экраны намного толще. Увеличение объема поверхности самолета может неприемлемо ухудшить аэродинамические характеристики. В настоящее время проводятся исследования ультратонких экранов Солсбери с использованием Sievenpiper HIGP (заземляющая пластина с высоким импедансом) (источник: Wiley Periodicals, Inc., Microwave Opt. Technol. Lett.), который демонстрирует значительное улучшение толщины экрана.