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En la reunión de revisión de EMC de teléfonos móviles, los ingenieros a menudo sacan una lista de bandas de frecuencia: 2.4 GHz Wi-Fi、5 GHz Wi-Fi、6 GHz Wi-Fi 6E、n78（3.5 GHz）、n79（4.9 GHz）、24.25–27.5 GHz、37–43.5 GHz Ondas milimétricas, 6,5 / 8 GHz de uwb, 13,56 MHz de nfc, 110 - 205 kHz de carga inalámbrica.
¿Entonces surge la pregunta: ¿ hay algún material absorbente que pueda cubrir todas estas bandas de frecuencia?
La respuesta es que no. No es que la capacidad del proveedor sea insuficiente, sino que la física de los materiales en sí no lo permite.
El lapso de banda determina que un solo material no puede ser cubierto.
El mecanismo de pérdida del material absorbente es selectivo en banda de frecuencia. Los materiales de pérdida magnética funcionan por resonancia natural y pérdida de vórtice de rellenos magnéticos blandos, y su pico de mu "aparece cerca de una frecuencia específica. La frecuencia de resonancia natural de las ferritas suele ser de cientos de MHz a varios ghz, la frecuencia de resonancia de los materiales nanocristalinos está relacionada con el tamaño y la composición del grano, y el pico de pérdida del polvo de hierro carbonil es de la magnitud de ghz. Una vez que la frecuencia objetivo se desvía del pico de mu "más de una octava de frecuencia, es difícil obtener una absorción efectiva incluso si aumenta el espesor.
La situación de los materiales de pérdida dieléctrica es similar. El tiempo de relajación de polarización de los materiales a base de carbono y los polímeros conductores determina su banda de pérdida efectiva, mientras que el gradiente de resistencia de la estructura poroso está relacionado con el tamaño y espesor de los poros. La espuma de agujero fino es efectiva en la banda de ondas milimétricas de 24 - 43,5 ghz, pero si se coloca en 2,4 ghz, el espesor de 0,3 - 5 mm no puede formar una profundidad de absorción suficiente en la baja frecuencia.
Superponiendo la lista de bandas de frecuencia con el espectro de pérdida de material, la conclusión es clara: 2,4 - 6 GHz requiere láminas de pérdida magnética, 24 - 43,5 GHz requiere capas absorbentes especiales para ondas porosas o milimétricas, y 13,56 MHz y 110 - 205 kHz requieren láminas magnéticas en lugar de absorbentes. Las bandas de trabajo, los mecanismos de pérdida y las necesidades de espesor de estos tipos de materiales son diferentes, y ningún material puede cumplir estas condiciones al mismo tiempo en el presupuesto total de espesor del teléfono móvil.
"Multibanda" no es apilar materiales, sino segmentarlos por rutas de ruido
Dado que un solo material no se puede cubrir, la idea de ingeniería pasa a la "coincidencia de segmentos". Pero la coincidencia de segmentos no equivale a superponer varios materiales absorbentes: la superposición introducirá nuevos problemas: el desajuste de resistencia entre capas, el espesor total supera el presupuesto de apilamiento y el material de baja frecuencia aumenta la reflexión en la Sección de alta frecuencia.
Una forma más razonable de organizar es segmentar por ruta de ruido, no por lista de frecuencias.
La propagación del ruido dentro del teléfono móvil se puede dividir aproximadamente en tres tipos de rutas:
La primera categoría es el acoplamiento de campo cercano cerca del CHIP y fpc.
Los armónicos de la interfaz digital de alta velocidad y el ruido de conmutación del convertidor dcdc se acoplan a antenas de radiofrecuencia adyacentes o circuitos sensibles a través de campos magnéticos cercanos. La frecuencia principal de este tipo de ruido suele ser de cientos de MHz a 6 ghz, principalmente componentes de campo magnético, adaptados a láminas de pérdida magnética, de espesor de 0,1 a 0,5 mm, pegadas entre la fuente de ruido y el circuito sensible.
La segunda categoría es la resonancia de la cavidad dentro de la cubierta blindada.
El escudo metálico del módulo de ondas milimétricas y el módulo Wi - Fi forma ondas estacionarias en una frecuencia específica, y el pico de resonancia se acopla a la antena externa a través de una brecha. La frecuencia principal de este tipo de problemas es superior a 24 ghz, y se adapta a una burbuja de absorción de ondas de agujero fino o una capa de absorción de ondas milimétricas especiales, con un espesor de 1 a 3 mm, pegada a la pared interior de la cavidad.
La tercera categoría es el acoplamiento de ondas superficiales en estructuras metálicas (marcos, marcos centrales, decoraciones de cámaras).
Las ondas milimétricas forman ondas superficiales cuando se propagan por la superficie metálica, transmitiendo ruido de un extremo al otro. Este tipo de problemas requieren absorbedores delgados con un espectro específico de pérdida dieléctrico / magnética, generalmente de 0,05 a 0,3 mm de espesor.
Los tres tipos de rutas corresponden a las necesidades de tres materiales. Estos tres tipos de problemas pueden existir simultáneamente dentro de un teléfono móvil, pero su ubicación espacial es diferente, sus fuentes de ruido son diferentes y sus frecuencias son diferentes. El núcleo de la coincidencia de segmentos es poner cada material en su camino de ruido correspondiente, en lugar de tratar de cubrir todos los caminos con un solo material.
La siguiente tabla resume la relación de coincidencia entre tres tipos de rutas de ruido y el sistema de materiales:
La "zona de transición" entre bandas de frecuencia es el punto ciego más ignorado
La coincidencia de segmentos suena clara, pero el lugar más propenso a problemas en la ingeniería real está en la zona de transición entre bandas de frecuencia.
Tomemos como ejemplo 5 - 8 ghz. El Wi - Fi de 5 GHz (5,15 - 5,85 ghz), el Wi - Fi 6e de 6 GHz (5.925 - 7.125 ghz) y el uwb (6,5 / 8 ghz) están densamente distribuidos en este rango. Esta banda de frecuencia se encuentra en la "zona intermedia" entre las láminas delgadas de pérdida magnética y las capas absorbentes de ondas milimétricas: la "mu" del material de pérdida magnética por encima de 6 GHz generalmente ha comenzado a disminuir, y el diseño de las capas absorbentes de ondas milimétricas se centra en más de 24 ghz, lo que puede no ser suficiente para la profundidad de absorción de 6 - 8 ghz.
Si el ingeniero se divide por "láminas de baja frecuencia, burbujas de alta frecuencia", el tramo de 5 - 8 GHz puede estar insuficientemente cubierto en ambos lados, lo que se manifiesta en la fluctuación del rendimiento de Wi - Fi 6e en condiciones de cavidad específicas o en la disminución de la precisión de medición de distancia de la uwb a medida que Se acerca a la estructura metálica. La solución a este punto ciego no es forzar la búsqueda de un "material todopoderoso", sino configurar el material por separado para la banda de transición en el esquema de segmentación. Por ejemplo, se seleccionan láminas de pérdida magnética afinadas con picos de mu "cerca de 6 GHz o burbujas de espesor medio verificadas en la banda efectiva de 5 - 8 ghz. La selección debe requerir que el proveedor proporcione datos de reflectividad o atenuación en el rango de 5 - 8 ghz, en lugar de ver solo el rendimiento de los dos puntos finales de 2,4 GHz y 24 ghz.
Asignación del presupuesto de espesor: quién representa 0,1 mm y quién representa 3 mm
Otra restricción para la coincidencia de segmentos es la asignación del presupuesto de espesor. El espacio de apilamiento varía mucho de un lugar a otro dentro del teléfono: el espacio por encima del chip suele ser de solo 0,1 a 0,3 mm, el interior de la cubierta blindada puede ser de 1 a 3 mm y el interior del marco metálico está entre los dos.
Esto significa que la elección del material no solo depende de "qué banda de frecuencia absorbe más fuerte", sino también de "qué tan gruesa puede ser esta posición". En un espacio de 0,1 mm, la espuma de onda milimétrica no funciona en absoluto; En un espacio de 3 mm, la resonancia de la cavidad de onda milimétrica se cubre con una placa de pérdida magnética ultradelgada, y la profundidad de absorción no es suficiente. El orden de juicio en ingeniería debe ser: primero determinar el espacio disponible para cada ruta de ruido, y luego seleccionar el material con la mejor capacidad de absorción de la banda objetivo bajo esta restricción espacial, en lugar de seleccionar el material primero y luego encontrar un lugar para pegar.
Juicio sobre la selección de absorción de ondas segmentadas a partir de la ruta de ruido
Primero, dibuja una tabla tridimensional de "ruta de ruido - banda de frecuencia - espacio", en lugar de una simple lista de frecuencias.
Cada problema de ruido se marca como la frecuencia dominante, la ruta de propagación (campo cercano / cavidad / onda superficial) y el espacio disponible, y los tres determinan conjuntamente el tipo y el grosor del material. La lista de frecuencias solo puede decirte "qué bandas de frecuencia hay" y no puede decirte "qué materiales usar y dónde colocarlos".
En segundo lugar, los datos del material se confirman por separado para la banda de transición (5 - 8 ghz).
Se requiere que el proveedor proporcione la curva de reflectividad o atenuación de este rango, en lugar de proporcionar solo datos de pico de 2,4 GHz y 24 ghz. La brecha de rendimiento de la banda de transición a menudo no se expone en la prueba de punto de frecuencia única, pero se reflejará en las fluctuaciones del rendimiento de toda la máquina o la precisión de medición de distancia.
En tercer lugar, confirmar en el esquema de segmentos que los límites entre capas no introducirán nuevos reflejos
Si los materiales absorbentes de diferentes bandas de frecuencia son adyacentes en el espacio, las mutaciones de resistencia en el límite pueden estimular nuevas rutas de reflexión. Al seleccionar el modelo, se debe confirmar si el proveedor proporciona un esquema compuesto de varias capas y datos de coincidencia de resistencia de materiales adyacentes en la zona de Transición.
Academia avanzada (shenzhen) Technology co., Ltd.La línea de productos de materiales absorbentes de ondas de teléfonos móviles cubre láminas delgadas de pérdida magnética, burbujas absorbentes de ondas de agujeros finos y absorbedores de ondas milimétricas delgadas.
Las láminas de pérdida magnética están orientadas al acoplamiento de campo cercano de cientos de MHz a 6 ghz, con un espesor de 0,1 a 0,5 mm; el diámetro del agujero fino de la burbuja absorbente de ondas es personalizable de 80 a 300 micras, el espesor es de 0,3 a 5,0 mm, y la banda de frecuencia efectiva cubre 1 a 40 ghz, centrándose en la resonancia de la cavidad de 24 a 43,5 ghz; La superficie absorbente de la capa delgada se acopla a la superficie superficial de la estructura metálica, y el espesor se puede bajar a la magnitud de 0,05 mm.
El emparejamiento de materiales y el diseño compuesto multicapa del esquema de segmento de soporte del producto pueden proporcionar soporte de selección de acuerdo con la ruta de ruido específica, la banda de frecuencia y las restricciones espaciales. Para más información técnica, visitehttp://www.avanzado.cn/.