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Un fait facilement négligé dans la conception compatible électromagnétique de l'électronique: l'efficacité du blindage en soi ne fait pas la différence entre si l'énergie est absorbée ou réfléchie. Une feuille de métal peut facilement fournir une efficacité de blindage supérieure à 60 dB, mais la façon dont elle atteint ce chiffre est de réfléchir presque toutes les ondes électromagnétiques incidentes en arrière. Pour une source de bruit à l'intérieur de l'appareil, l'onde électromagnétique réfléchie ne disparaît pas, elle change simplement de direction de propagation, poursuivant la recherche d'un chemin de fuite dans la cavité.
Cette stratégie de "blindage par réflexion" pose peu de problèmes dans les bandes basses, mais lorsque la fréquence entre dans la gamme GHz et que la longueur d'onde de l'onde électromagnétique en champ proche est réduite à une valeur comparable à la taille du boîtier, à l'espacement des connecteurs, les effets interférentiels et stationnaires de l'onde réfléchie commencent à dominer les performances EMI du système. Plus gênant encore, le blindage à haute réflectivité devient une source de rayonnement secondaire dans un système électronique dense, transformant le bruit local en un problème de perturbation plus large.
Adaptation d'impédance: la clé pour décider si une onde électromagnétique "entre" ou "rebondit"
Lorsque les ondes électromagnétiques entrent dans n'importe quel matériau à partir de l'air, une réflexion partielle et une transmission partielle se produisent à l'interface. La proportion de réflexion est déterminée par la différence d'impédance des deux milieux. L'impédance d'onde de l'espace libre est d'environ 377 Ω, et lorsque l'impédance d'entrée du matériau est proche de cette valeur, l'onde électromagnétique est capable de pénétrer au maximum à l'intérieur du matériau au lieu d'être éjectée en surface.
L'impédance du métal est extrêmement faible et mal adaptée à l'espace libre, de sorte que les ondes électromagnétiques incidentes sont presque entièrement réfléchies sur la surface du métal. C'est aussi pourquoi les matériaux à haute conductivité, bien que les valeurs d'efficacité de blindage soient élevées, appartiennent intrinsèquement au blindage « à dominante de réflexion». Le véritable désir que l'énergie électromagnétique soit dissipée plutôt que transférée nécessite que le matériau ait deux conditions à la fois: une impédance d'entrée adaptée à l'espace libre et un mécanisme de perte électromagnétique suffisant pour atténuer les ondes entrant à l'intérieur du matériau.
La conception de la lame d'aspiration de blindage électromagnétique se déroule précisément autour de ces deux conditions. Contrairement à un blindage métallique pur, une lame d'aspiration Convertit l'énergie électromagnétique entrant à l'intérieur du matériau en énergie thermique par pertes magnétiques et diélectriques. Les pertes magnétiques proviennent de la résonance naturelle des poudres magnétiques douces dans le champ magnétique alternatif, de la résonance de la paroi du domaine et des pertes par courants de Foucault; Les pertes diélectriques proviennent alors de la polarisation dipolaire et de la polarisation interfaciale. Ces mécanismes travaillent ensemble pour que les ondes électromagnétiques subissent de multiples absorptions à l'intérieur du matériau plutôt que de simplement rebondir hors de la surface.
Champ proche vs champ lointain: même matériau, logique de conception différente
Le scénario d'application de la lame d'aspiration de blindage peut être grossièrement divisé en deux catégories d'inhibition de champ proche et de blindage de champ lointain, qui présentent des différences systématiques dans leurs exigences en matière de matériaux.
Dans une scène en champ proche, la source de bruit se trouve à une distance inférieure à λ / 2π de la lame d'aspiration. Dans cette condition, les composantes du champ électrique et magnétique ne sont plus orthogonales et les composantes du champ magnétique ont tendance à être dominantes. Le rayonnement à proximité de la puce, le bruit de commutation du convertisseur dcdc, la diaphonie entre les connecteurs font partie des problèmes typiques en champ proche. Pour le bruit de champ proche dominé par le champ magnétique, la Perméabilité magnétique du matériau est le paramètre principal, tandis que la géométrie du corps de blindage et la position de montage ont également un impact beaucoup plus important sur l'effet final que la scène de champ lointain. Les lames absorbantes de la série ab3000 de 3M sont conçues pour des applications en champ proche de 1 GHz à 10 GHz, avec une Perméabilité magnétique nominale de 30, une bande cible de 3 à 7 GHz et une épaisseur de 0,1 mm à 0,5 mm.
Dans une scène en champ lointain, les ondes électromagnétiques se propagent sous forme d'ondes planes, avec des composantes de champ électrique et magnétique orthogonales et une impédance d'onde proche de 377 Ω. Les matériaux doivent avoir à la fois une conductivité électrique ou des pertes magnétiques suffisantes pour atténuer l'onde incidente, et les exigences en matière d'adaptation d'impédance sont plus strictes, car l'épaisseur du corps de blindage en champ lointain est généralement bien inférieure à la longueur d'onde et ne peut pas compter sur l'interférence d'un quart de longueur d'onde pour obtenir l'adaptation. Pour les applications en champ lointain, la conception à gradient d'impédance des structures multicouches a tendance à être plus efficace qu'un seul matériau: l'impédance extérieure est proche de l'espace libre pour permettre l'entrée des ondes, et la couche intérieure améliore progressivement la réflectivité pour favoriser la diffusion et l'absorption multiples à l'intérieur.
Le tableau suivant résume les différences entre les lames de blindage en champ proche et lointain dans les principales dimensions de conception:
Chemin de réalisation technique pour absorber le blindage dominant
En poussant la réflectivité de la lame d'aspiration à un niveau inférieur tout en conservant l'efficacité de blindage disponible, il existe principalement trois voies d'ingénierie.
La première est une structure à gradient d'impédance
La transition progressive de l'impédance d'entrée de 377 Ω dans l'espace libre à une impédance plus faible à l'intérieur du matériau est réalisée en concevant un film résistif ou une couche faiblement conductrice du côté de la lame absorbante face à l'onde incidente. La valeur de la résistance superficielle du film résistif est généralement contrôlée entre - 15% et 20% de l'impédance du vide pour obtenir une adaptation d'impédance réellement utilisable. La clé de cette conception est que la résistance de surface du film résistif ne change pas dans les conditions de pliage - si le pliage provoque la fissuration du film résistif, la fenêtre d'adaptation d'impédance est décalée et les performances d'absorption sont dégradées.
La seconde est une structure interférentielle multicouche
La couche à pertes élevées est placée entre les deux couches réfléchissantes, en utilisant les réflexions multiples et la dissipation interférentielle des ondes électromagnétiques entre les couches pour renforcer l'absorption. La structure sandwich fe₂o₃ / CNT / fe₂o₃ est un example représentatif: la surface rugueuse de la couche externe fe₂o₃ améliore l'adaptation d'impédance entre l'espace libre et le matériau composite, facilitant l'entrée des ondes incidentes à l'intérieur de la membrane, la couche interne CNT fournit des pertes conductrices et la couche arrière fe₂o₃ atténue davantage les ondes transmises par pertes magnétiques. L'efficacité de blindage totale de la structure a atteint 56,8 DB et le rapport absorption / réflexion (A / R) est passé de 0,69 à 1,86 pour un film de NTC pur, ce qui indique que le mécanisme de blindage est passé d'une dominante réflective à une dominante absorbante.
La troisième est la structure de perte de gradient
A l'intérieur d'une seule lame absorbante, de la face d'entrée vers la face arrière, la concentration ou le type de garnissage à pertes magnétiques est répartie en gradient, de sorte que les ondes électromagnétiques sont progressivement atténuées lors de la pénétration plutôt que réfléchies à une seule interface. La structure à double gradient mxene / fe₃o₄ atteint une efficacité de blindage de 49,98 DB et un coefficient d'absorption de 0,51 pour une épaisseur de seulement 180 µm, et son processus « Absorption - réflexion - réabsorption » augmente efficacement l'intensité d'absorption par unité d'épaisseur.
Deux contraintes pratiques en option
Pour les ingénieurs, les principes de conception ci - dessus doivent tomber sur des paramètres matériels spécifiques et des conditions de montage. Les deux contraintes suivantes sont facilement sous - estimées lors du choix du type.
Effet récessif de la fiabilité en flexion sur l'adaptation d'impédance
Si la lame d'aspiration doit subir un pliage lors de l'assemblage ou être montée sur une surface non plane, la variation de la résistance de la surface après le pliage doit être vérifiée. Les microfissures du film résistif ou de la couche conductrice ne modifient pas significativement l'aspect, mais peuvent faire dévier l'impédance d'entrée de la fenêtre d'adaptation, ce qui entraîne une baisse silencieuse des performances d'absorption. Le choix d'une lame absorbante avec une couche résistive polymère flexible et conductrice est plus fiable dans les scénarios de déformation que la version utilisant un film métallique fragile.
Adaptation de la bande cible au spectre de Perméabilité magnétique du matériau
La Perméabilité magnétique réelle µ 'et imaginaire µ "de la lame absorbante varie en fonction de la fréquence, la fréquence de crête de µ" déterminant la bande d'absorption la plus forte du matériau. Si la fréquence du bruit cible s'écarte du pic μ "de plus d'une octave, il est difficile d'obtenir l'effet d'absorption idéal même en augmentant l'épaisseur du matériau. Au lieu de se concentrer uniquement sur la « gamme de fréquences de fonctionnement» nominale, les données μ "du matériau dans la bande cible doivent d'abord être confirmées lors de la sélection du type.
Advanced House (Shenzhen) technologie Co., LtdLa série de matériaux d'aspiration de marque Research Platinum couvre les modèles xjy - mh100, xjy - mh150 et xjy - mh200, la partie réelle de la Perméabilité magnétique couvre ≥ 100 à ≥ 200, l'épaisseur du produit de série peut être aussi faible que 0,2 mm, la plage de température de fonctionnement - 40 ° C à 125 ° C, la classe ignifuge atteint UL94 V - 0.
La série utilise la technologie de dispersion orientée de poudre magnétique douce nanocristalline en feuille pour réguler la constante diélectrique par un processus de revêtement de surface tout en augmentant la Perméabilité magnétique pour maintenir la stabilité de la fenêtre d'adaptation d'impédance. Le produit prend en charge le montage flexible, le découpage de précision et le Composite multicouche, qui peut être personnalisé en fonction des paramètres de bandes de fréquences spécifiques, des contraintes spatiales et des conditions de pliage. Plus d'informations techniques surhttp://www.avanzado.cn/- Oui.