Les matériaux absorbant les ondes électromagnétiques fonctionnent sur une grande plage de fréquences – des très basses fréquences de 9 kHz aux ondes millimétriques de 110 GHz. À différentes fréquences, les ondes électromagnétiques interagissent avec la matière par des mécanismes physiques complètement différents, ce qui signifie que derrière le mot « onde d’aspiration» correspond une logique de conception des matériaux très différente.
La bande basse (MHz à GHz extrémité basse fréquence), où les ondes électromagnétiques ont de longues longueurs d'onde et où la réponse magnétique des matériaux magnétiques prédomine. Le matériau absorbant les ondes repose principalement sur des mécanismes de perte magnétique tels que la perte par hystérésis, la perte par courants de Foucault et la résonance naturelle pour convertir l'énergie électromagnétique en énergie thermique. L'énigme centrale de l'absorption d'ondes dans les basses bandes est que les longueurs d'onde sont trop longues - pour obtenir une adaptation efficace de l'impédance et un chemin de propagation suffisant des ondes électromagnétiques, les matériaux ont tendance à avoir besoin de grandes épaisseurs.
La bande haute (GHz à ondes millimétriques), la longueur d'onde des ondes électromagnétiques est courte et la réponse magnétique du matériau s'atténue rapidement. À ce stade, l'absorption d'ondes repose principalement sur un mécanisme de perte diélectrique - conversion de l'énergie électromagnétique en énergie thermique par polarisation dipolaire, polarisation interfaciale et perte de conductivité. Le principal défi de l'absorption d'ondes à haute fréquence est de savoir comment obtenir une large bande de fréquences et une absorption efficace dans une épaisseur extrêmement mince.
Insights de base:Comprendre cette correspondance fréquence - mécanisme est la première étape pour choisir correctement un matériau absorbant les ondes.
II. Matériau absorbant les ondes à basse fréquence: perte magnétique dominante "cheveux épais et minces"
Le matériau absorbant les ondes à basse fréquence cible principalement les ondes électromagnétiques aux extrémités de basse fréquence MHz à GHz, et son mécanisme de perte de noyau est la perte magnétique.
Système de matériaux
L'absorbant des matériaux absorbants à basse fréquence est dominé par des matériaux métalliques magnétiques. Les matériaux absorbant les ondes à basse fréquence typiques comprennent:
- FerriteEst le matériau absorbant les ondes à basse fréquence le plus classique, y compris la ferrite de nickel - zinc de type spinelle (Ferrite de nizn) et la ferrite de manganèse - zinc (Ferrite de MnZn). Les pics de résonance de la ferrite de nickel - zinc sont répartis dans la bande de fréquences 400 - 1000 MHz et sont considérés comme préférés pour les matériaux absorbant les ondes dans les basses bandes. La Ferrite de manganèse - zinc dans la bande P (230 MHz - 1000 MHz) maintient non seulement une Perméabilité magnétique élevée, mais a également de bonnes propriétés d'absorption d'ondes. La Ferrite présente une bonne adaptation d'impédance aux basses fréquences.
- Micro - poudre métallique magnétique(tels que la poudre de fer, la poudre de cobalt, les matériaux fesi et fesial en feuille) absorbent les ondes électromagnétiques par des pertes par hystérésis et par courants de Foucault. Dans la bande basse de 1 à 2 GHz, les matériaux absorbants sont dominés par des matériaux fesi ou fesial de type feuillet.
- Matériaux composites et à base de carboneL'absorption efficace des ondes électromagnétiques à basse fréquence peut être obtenue en combinant des matériaux magnétiques, des matériaux conducteurs et d'autres matériaux de matrice.
Performance clé
Les indicateurs de performance de base des matériaux absorbant les ondes à basse fréquence comprennent la partie réelle de la Perméabilité magnétique (μ ') et la tangente angulaire des pertes magnétiques (tanδμ). Plus la Perméabilité magnétique est élevée, plus la capacité de conversion aux ondes électromagnétiques à basse fréquence est grande. Par exemple, le matériau absorbant ns1000 a une Perméabilité magnétique de 110 à 1 MHz et un bon effet de conversion absorbant dans la bande 20 MHz - 2 GHz. Les fréquences applicables pour les matériaux absorbants à basse fréquence couvrent la plage de 1 MHz à 3 GHz.
Applications typiques
Les étiquettes RFID / NFC résistantes aux métaux de 13,56 MHz sont des applications classiques des matériaux absorbant les ondes à basse fréquence. Dans l'électronique de puissance comme la carte de commande du moteur, le matériau absorbant les ondes à basse fréquence peut éliminer les interférences électromagnétiques sans modifier le matériel logiciel. Les matériaux absorbants à basse fréquence sont également largement utilisés dans des scénarios tels que le blindage électromagnétique, la protection des équipements de communication et l'amélioration de l'environnement électromagnétique.
Iii. Matériau d'absorption d'ondes à haute fréquence: perte diélectrique dominante "mince et large fréquence"
Le matériau absorbant à haute fréquence est principalement destiné aux ondes électromagnétiques au - dessus du GHz et son mécanisme de perte de noyau est la perte diélectrique. Dans les hautes fréquences, la Perméabilité magnétique du matériau décroît rapidement et nécessite de s'appuyer sur des constantes diélectriques (ε 'et ε ") pour adapter l'impédance de l'espace libre et permettre une absorption efficace.
Système de matériaux
L'absorbant du matériau absorbant à haute fréquence est dominé par un matériau diélectrique:
- Poudre de carbonylferC'est l'absorbant le plus courant dans la bande haute 2 - 18 GHz. Sa réflectivité est comprise entre - 0,5 et 0,2 db. Softzorb par Laird ™ La série MCS couvre la bande 800 MHz - 18 GHz.
- Matériaux en FerriteIl est également largement utilisé dans le domaine de l'absorption d'ondes à haute fréquence, avec des avantages tels qu'une absorption élevée, un revêtement mince et une large bande de fréquence.
- NanomatériauxAvec des caractéristiques telles que l'effet tunnel, l'effet quantique, l'effet de petite taille et l'effet d'interface, le revêtement est mince et absorbe la bande passante de fréquence lorsqu'il est utilisé comme matériau absorbant les ondes à haute fréquence.
- Nanotubes de carbone et GraphèneC'est le matériau de choix pour l'absorption des ondes électromagnétiques à haute fréquence, avec une faible densité et d'excellentes pertes diélectriques.
- Hauts polymères conducteursDes matériaux présentant de bonnes propriétés d'absorption d'ondes à haute fréquence peuvent être préparés par dopage ou recombinaison, etc.
Dans la bande des ondes millimétriques (au - dessus de 30 GHz), eccosorb de Laird ™ Le MMI et le JC - S - NEX couvrent respectivement les bandes 35 - 100 GHz et 35 - 100 GHz et plus.
Performance clé
Les matériaux absorbant les ondes à haute fréquence recherchent une absorption large bande, une absorption élevée, une légèreté et une minceur. La bande passante d'absorption effective (eab, gamme de fréquences avec perte par réflexion < - 10 dB) est un indicateur important pour évaluer les matériaux absorbants à haute fréquence. Eccosorb par Laird ™ Le BSR - C offre une absorption élevée des pertes dans la bande 6 - 18 GHz. La série Platinum Tower New Material ha couvre la bande ultra large de 100 MHz à 110 GHz.
Applications typiques
Les matériaux absorbants à haute fréquence jouent un rôle clé dans les domaines de la furtivité Radar, de la compatibilité électromagnétique (CEM) et de la suppression des interférences de communication. Dans les cavités amplificatrices RF et les composants radar à matrice de phase T / R, les matériaux absorbants à haute fréquence sont utilisés pour inhiber la résonance de la cavité et les harmoniques. Dans les communications 5G et les radars à ondes millimétriques, les matériaux absorbants à haute fréquence sont utilisés pour supprimer les ondes de surface et les interférences du lobe secondaire.
Basse fréquence vs haute fréquence: une table pour comprendre la différence
| Dimension |
Matériaux absorbant les ondes à basse fréquence |
Matériaux absorbant les ondes à haute fréquence |
| Gamme typique de fréquences |
1MHz–3GHz |
800MHz–110GHz |
| Mécanisme de perte de noyau |
Pertes magnétiques (hystérésis, vortex, résonance naturelle) |
Pertes diélectriques (polarisation dipolaire, polarisation d'interface, pertes de conductivité) |
| Absorbants typiques |
Ferrite (nizn / MnZn), feuillet fesi / fesial, micropoudre métallique magnétique |
Poudre de fer carbonylé, nanotubes de carbone, graphène, nanomatériaux |
| Paramètres de performance clés |
Partie réelle de Perméabilité magnétique μ ', tangente d'angle de perte magnétique tanδμ |
Constante diélectrique ε '/ ε ", largeur de bande effective absorbée eab, pertes en réflexion RL |
| Caractéristiques d'épaisseur |
Absorption basse fréquence nécessite généralement une plus grande épaisseur |
Faire mince |
| Applications typiques |
Étiquette anti - métal RFID / NFC, inhibition EMI de la carte de commande du moteur |
Furtivité Radar, ondes millimétriques 5G, inhibition de la résonance de la cavité |
V. rechercher des matériaux d'absorption d'onde haute et basse fréquence de la plaque de platine
Fondée en 2016, Advanced Academy (Shenzhen) Technology Co., Ltd (ci - après dénommée « Advanced Academy technology») est une entreprise nationale de haute technologie axée sur les matériaux de blindage, les matériaux d'absorption d'ondes, le revêtement de substrat flexible et les boues de métaux précieux, avec la marque déposée indépendante « Research platinum».
Les matériaux absorbants haute et basse fréquence produits par la société couvrent une large gamme de bandes de fréquences allant de 1 MHz à 110 GHz, offrant des options de matériaux ciblées en fonction des caractéristiques d'interférence électromagnétique dans différentes bandes de fréquences.
Étudier le matériau d'absorption d'ondes haute fréquence de la plaque de platine
Avec de la poudre de fer carbonylé, des nanomatériaux et des composites à base de carbone comme absorbants de base, il convient à des scénarios tels que la furtivité Radar, les équipements de communication 5G, les radars à ondes millimétriques et la suppression de la résonance des cavités d'amplification RF. Les matériaux composites absorbants peuvent avoir un coefficient de réflexion moyen allant jusqu'à - 25 DB dans la bande 2 - 18 GHz.
Étudier le matériau d'absorption d'onde basse fréquence de la marque platine
Avec la ferrite et la poudre métallique magnétique comme absorbant principal, il convient aux étiquettes RFID / NFC anti - métal, à la suppression EMI de la carte de commande du moteur, au blindage électromagnétique et à la protection des équipements de communication. Maintient des propriétés de Perméabilité magnétique élevées dans la bande 1 MHz - 3 GHz.
Étudier le matériau absorbant résonnant de cavité de plaque de platine
Conçu pour les cavités à micro - ondes, il peut atténuer efficacement la résonance de la cavité et réduire le facteur Q dans la gamme de fréquences de 1 à 20 GHz.
Considérations de choix: de la fréquence aux décisions d'ingénierie des matériaux
Fréquence d'interférence cible
La première chose à faire est de clarifier la bande de fréquence des interférences électromagnétiques qui doivent être traitées. Interférence basse fréquence (extrémité basse fréquence MHz à GHz) préférentiellement matériaux de type pertes magnétiques; Les interférences à haute fréquence (au - dessus du GHz) privilégient les matériaux de type pertes diélectriques.
Choix du mécanisme de perte
La bande de basse fréquence est dominée par les pertes magnétiques, la priorité étant donnée aux systèmes de ferrite et de micro - poudres métalliques magnétiques; Les hautes fréquences sont dominées par les pertes diélectriques, la priorité étant donnée à la poudre de fer carbonylé, aux nanotubes de carbone et aux systèmes de nanomatériaux.
Épaisseur et espace d'installation
Les matériaux absorbant les ondes à basse fréquence nécessitent généralement une épaisseur importante pour obtenir une absorption efficace; Le matériau absorbant les ondes à haute fréquence permet une conception mince. Dans les scénarios où l'espace est limité, un compromis doit être fait entre les propriétés d'absorption et l'épaisseur.
Bande large vs bande étroite
Matériau d'absorption d'onde à large bande couvrant une large gamme de fréquences, adapté aux environnements électromagnétiques complexes; Les matériaux absorbant les ondes à bande étroite ont des pertes par réflexion extrêmement élevées (jusqu'à plus de 20 DB) à des fréquences spécifiques et conviennent aux scénarios où une seule fréquence d'interférence est connue.
Vii. Conclusion
La différence essentielle dans les matériaux absorbant les ondes à haute et basse fréquence provient des différents mécanismes physiques par lesquels les ondes électromagnétiques interagissent avec la matière à différentes fréquences. La bande basse repose sur des pertes magnétiques "épaisses et minces" et la bande haute sur des pertes diélectriques "légères et minces et larges fréquences" - ensemble, les deux constituent un système de suppression des interférences électromagnétiques à pleine bande de MHz à 110 GHz.
Des étiquettes RFID résistantes aux métaux aux radars à ondes millimétriques 5G, de l'inhibition EMI de la carte de commande du moteur à l'élimination de la résonance de la cavité d'amplification RF, les matériaux absorbant les ondes à haute et basse fréquence amènent l'idée d'une protection électromagnétique "absorbante" plutôt que "réfléchissante" du laboratoire à tous les coins du monde réel de l'ingénierie. Comprendre la correspondance fréquence - mécanisme - matériau en trois segments est une condition préalable essentielle à la sélection correcte du matériau absorbant les ondes.
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