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用于电磁防护的吸波材料

时间:04-25 来源:电磁干扰与兼容 点击:

通过逐步地吸收能量并将其转换为热 吸波材料减少了辐射或起到了"防护"作用,同时降低了一个空腔中的Q因数。采用吸波材料较为方便,因为它将电磁能转换为热能,而不必采用"接地"措施。只要吸波材料遮挡了场或放在场的传播路径上,那么它就能降低场的电磁能量。在腔体内添加吸波材料的附加效应是,它改变了腔体的有效介电常数,具体取决于添加材料量的多少。随着材料体积在腔体内部占比的增大,将对复合介电常数的影响更大。通过改变有效介电常数,可以引起谐振频率点的位置偏移。该技术被用于一个开关盒的设计中,结果在8.5 GHz时实现了约6dB的能量降低。

散热器辐射

一般来说,散热器的物理和电尺寸都大于高频芯片器件,它粘接在高频芯片器件上,因此是一个高效辐射体。无论信号多么好地在印制电路板上传输,如果芯片的电流寄生耦合到散热器上,就会产生辐射发射。散热器的每块散热片都相当于单极振子天线结构,所有的散热片就相当于天线阵。根据整体屏蔽效果或散热器的谐振效应,这些排放量可能会或可能不会超过规范规定限值。控制散热器辐射发射最常见的做法是接"地面",把散热器与PCBs的参考地连接。

随着频率的上升,散热器的尺寸变为电大尺寸,甚至变成更高效的辐射器。因此,设计的任何散热器接地方案也必须在更高频率上有效。散热器和印刷电路参考地之间的连接将有电感且连接必须是呈现低阻抗特性。使用的接触点数量越多,阻抗越低,那么就能更有效地减少辐射的排放量。一般来说,在频率超过1 GHz时,散热器的接地措施不能有效地减少电磁辐射。因此,必须考虑其他方法。为了改善在高频率时的接地,我们必须把接触点间距减小到l/20以内才能有效。一个例子是通过一块弹性导电簧片将散热器与其周围的连续参考地进行连续的接地。然而,这不仅仍然需要占用相当的电路板面积,而且它已被证明在10 GHz以上都不能有效减少辐射排放量。利用吸波材料减小散热器上的表面电流,从而降低散热器的辐射效应已被证明是有效的。因此,可以利用吸波材料通过减小散热器叶片上的表面电流,从而减少潜在的辐射发射。研究表明,把吸波材料直接放置在散热器下面,即放置在散热器与印刷电路板之间,也能减小辐射发射。

射频吸波材料和微波吸波材料有许多不同的名称。一些最常见的名称包括:射频吸波体、微波吸波体、电磁干扰吸波体、雷达吸波材料或RAM、磁性雷达吸波材料或mag-RAM,EMI抑制材料或表面波吸波体。所有这些不同术语所指材料的磁和/或电特性已经改变,但它们都能吸收或损耗能量。

从历史上看,全球的军事力量都使用微波吸波材料来降低对高频雷达的反射。然而,随着时间的推移,已经出现了在商业应用中使用微波吸波材料趋势。消费类电子产品、笔记本电脑,无线局域网设备,网络服务器和交换机,无线天线系统,蜂窝电话基站只是采用了这种技术的高频设备中很少的一部分。

材料类型

· 具有柔性又薄的磁性负载橡胶吸波材料:调谐频率吸波材料

调谐频率吸波材料,或谐振频率吸波材料,在离散频率上具有极大的反射损耗的特性,通常衰减可达20dB。调谐频率吸波材料提供了从1~40 GHz窄带吸收特性。

· MR2腔体谐振吸波材料

腔体谐振吸波材料被设计成,将其放在微波腔中时能表现出高的损耗特性。吸波材料将有效地通过衰减腔体谐振、谐振频率或谐波来减小Q因数。在频率从1~20 GHz时,腔体谐振吸波材料能吸收掉从法向和高角度入射的电磁波能量。

· 由Mast Tech公司供应的射频吸波泡沫材料

○ 表面波吸波材料

表面波吸波材料是具最强磁性负载的合成橡胶吸波材料。表面波吸波材料设计成具有最高的损耗特性,这种材料是用来铺设在导电或金属表面并吸收行波或表面波的。表面波吸波材料能吸收从1~20 GHz的行波或表面波能量。

○ 低频吸波材料

低频吸波材料在亚微波频段具有高衰减特性。材料被做成各种形状的磁性颗粒,在频率从1 MHz~3 GHz的范围内都呈现出高磁导率。

· 柔性介质泡沫吸波材料:

○ 网织泡沫吸波材料

网织泡沫吸波材料是一种非常轻的导电碳加载的片状材料,其能实现对法向和偏离法向方向入射电磁波的大幅度衰减。网织泡沫材料是用一个连续梯度涂层加工而成,从1~20 GHz频率范围内都具有宽带反射损耗的特性。

○ MF2 有损泡沫吸波材料

有损泡沫吸波材料是轻质、低成本的碳加载板材。它是用均匀涂层加工而成,从1到20 GHz频率范围内,具有高插入损耗特性。

· 由Mast Tech公司供应的射频吸波材料

○ 卷曲泡沫吸波材料

卷曲泡沫吸波材料是轻质的碳加载片状材料,它的几何

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