Pantalla de Salisbury

La pantalla de Salisbury es un método para reducir la reflexión de las ondas de radio en una superficie. Fue uno de los primeros conceptos en materiales absorbentes de radar , un aspecto de la " tecnología furtiva ", utilizada para evitar la detección por radar de vehículos militares por parte del enemigo. Se aplicó por primera vez para reducir la sección transversal de radar (RCS) de los buques. La pantalla de Salisbury fue inventada por el ingeniero estadounidense Winfield Salisbury a principios de la década de 1940 (véase la fecha de presentación de la patente). La patente se retrasó debido a la seguridad en tiempos de guerra. ^{[ 1 ] [ 2 ]}

Las pantallas Salisbury funcionan según el mismo principio que los recubrimientos antirreflectantes ópticos utilizados en la superficie de lentes de cámaras y gafas para evitar que reflejen la luz. El diseño más sencillo de una pantalla Salisbury consta de tres capas: un plano de tierra , que es la superficie metálica que debe ocultarse; un dieléctrico sin pérdidas de un espesor preciso (un cuarto de la longitud de onda de la onda de radar que se va a absorber); y una fina pantalla brillante.

1. Cuando la onda de radar incide sobre la superficie frontal del dieléctrico, se divide en dos ondas.
2. Una onda se refleja en la pantalla de superficie brillante. La segunda onda pasa a través de la capa dieléctrica, se refleja en la superficie metálica y vuelve a salir del dieléctrico hacia el aire.
3. La distancia adicional que recorre la segunda onda hace que esté desfasada 180° con respecto a la primera onda en el momento en que emerge de la superficie dieléctrica.
4. Cuando la segunda onda alcanza la superficie, ambas se combinan y se anulan mutuamente debido al fenómeno de interferencia . Por lo tanto, no se refleja energía de onda hacia el receptor de radar.

Para comprender la cancelación de las ondas, es necesario entender el concepto de interferencia . Cuando dos ondas electromagnéticas coherentes que viajan en el mismo espacio interactúan, se combinan para formar una única onda resultante. Si las dos ondas están en fase (es decir, sus picos coinciden), se suman y la intensidad de salida es la suma de las intensidades de ambas ondas. Sin embargo, si las dos ondas están desfasadas media longitud de onda ( es decir, los picos positivos de una onda coinciden con los picos negativos de la otra), se restan y la diferencia es cero.

El espesor del dieléctrico se ajusta a un cuarto de la longitud de onda (λ/4) de la onda de radar esperada. Dado que la segunda onda (en el paso 2) recorre el espesor del dieléctrico dos veces (una vez entrando y otra saliendo), la distancia adicional que recorre es media longitud de onda (λ/2). Por lo tanto, está desfasada media longitud de onda con respecto a la primera onda cuando se combinan, y ambas ondas se cancelan.

Este concepto presenta desventajas significativas que han limitado el uso de las pantallas Salisbury. Una de ellas es que el diseño simple descrito anteriormente solo funciona bien en una única frecuencia de radar, por lo que el enemigo solo necesita cambiar su frecuencia para neutralizarla. Los diseños Salisbury multicapa más complejos pueden cubrir una banda de frecuencias, pero solo aumentando su grosor, y en el mejor de los casos, cubren solo una fracción del espectro de radar.

Otro problema reside en el grosor de la propia pantalla. Las longitudes de onda del radar oscilan entre 10  cm y 1  mm, por lo que el grosor de la pantalla (un cuarto de longitud de onda) debe ser como máximo de 2,5  cm, y las pantallas multicapa son mucho más gruesas. Añadir tanto volumen a las superficies de las aeronaves puede degradar de forma inaceptable su rendimiento aerodinámico. Se están realizando investigaciones sobre pantallas Salisbury ultrafinas utilizando el plano de tierra de alta impedancia (HIGP ) de Sievenpiper (fuente: Wiley Periodicals, Inc., Microwave Opt. Technol. Lett.), que muestra mejoras notables en el grosor de la pantalla.